Дмитрий Федорович Синицын родился 23 февраля 1871 г. в Симферополе. Учился в Симферопольской (Таврической) духовной семинарии, затем в Варшавском университете на биологическом факультете, на старших курсах состоял хранителем зоологического музея Варшавского университета. В 1897 году он окончил университет. С 1 мая по 15 июня 1900 г. был командирован за границу для осмотра зоологических музеев Западной Европы, а с 11 декабря 1901 г. по 7 января 1902 г. – на XI съезд русских естествоиспытателей и врачей в Санкт-Петербург.

14 декабря 1901 г., 2 марта и 27 апреля 1902 г. сдавал экзамен на степень магистра зоологии в Императорском Новороссийском университете. В 1905 г., с 23 июня по 30 августа, был направлен в научную командировку на Мурманский берег; 18 мая следующего года защитил магистерскую диссертацию в Санкт-Петербурге и с 31 октября 1906 г. уволился из Варшавского университета. Дмитрий Федорович переехал в конце ноября в Москву и стал преподавателем естественной истории в Гимназии им. Медведниковых. Одновременно был зачислен приват-доцентом физико-математического факультета Московского Императорского университета. С 1 июля 1907 г. – преподаватель естествознания и географии в Московской женской гимназии им. Л.О. Вяземской. В 1911 г. он защитил докторскую диссертацию на заседании физико-математического отделения Академии наук.

Магистерская и докторская диссертации Д.Ф. Синицына – две солидные монографии, которые вместе с другими его работами по филогении трематод были опубликованы в русской и зарубежной печати. Для внедрения в практику результатов исследований по биологии гельминтов по инициативе ученого в Москве на средства земства была организована первая в России ветеринарная гельминтологическая лаборатория, задачи которой заключались в проведении работ по борьбе с гельминтозами домашних животных.

В Московском университете росло недовольство реакционной деятельностью министра народного просвещения Л.А. Кассо, и Д.Ф. Синицын вместе с другими наиболее прогрессивными профессорами и преподавателями покинул университет. Дальнейшая его жизнь связана с Народным университетом Л.И. Шанявского в Москве и Народным университетом в Нижнем Новгороде, который был открыт в 1916 г.

Идея организации в Нижнем Новгороде университета восходит к 1896 г., времени открытия XVI Всероссийской художественно-промышленной выставки, тогда же были собраны некоторые средства. Бурное развитие города создало необходимую интеллектуальную среду, и в 1916 г. в Нижнем был открыт Народный городской университет, а Д.Ф. Синицын избран его ректором. Он сумел привлечь к работе серьезные научные кадры, поэтому лекции пользовались большой популярностью среди горожан.

Революционные события 1917 г. отразились и на высшей школе: нужны были новые формы и принципы ее строительства, старая школа провозглашалась оторванной от жизни и народа. Д.Ф. Синицын с воодушевлением воспринял новые идеи и разработал основы свободной высшей школы, построенной на широком демократическом основании и доступной всем слоям общества.

В Нижнем Новгороде было решено открыть государственный университет, “который лелеяли в своих мечтах наши лучшие представители науки и профессуры” (“Вестник Нижегородского университета”, № 1, 10 апреля 1918 г.). Вместе с открытием государственного университета закрывались существовавшие здесь высшие учебные заведения: Политехнический институт, эвакуированный из Варшавы в связи с Первой Мировой войной, Высшие сельскохозяйственные курсы и Народный городской университет. Это вызвало бурю негодования, и Д.Ф. Синицын вынужден был отражать нападки раздраженной общественности. Он писал: “Я категорически заявляю, что никакого участия в деле закрытия высших учебных заведений в Нижнем Новгороде я не принимал и к их ликвидации никакого отношения не имею. У меня была цель построить Новый Университет не на развалинах старого, а на новом месте и из нового материала. Разрушение высших учебных заведений поставило меня, как строителя, в очень невыгодное положение” (“Приложение к Вестнику Нижегородского университета”, № 1, 10 апреля 1918 г.). Ликование по поводу открытия 28 марта 1918 года в Нижнем университета разделялось, по-видимому, не всеми, и его первый ректор Д.Ф. Синицын нес все бремя ответственности. Нелегко было найти квалифицированный персонал, но демократически настроенная профессура поддержала ректора, из Москвы и Санкт-Петербурга приезжали с лекциями известные ученые. Сам Д.Ф. Синицын возглавил кафедру зоологии. В воспоминаниях профессора Анатолия Алексеевича Скворцова, который был его ассистентом, подчеркивается, что благодаря своим блестящим организаторским способностям, в очень короткий срок Д.Ф. Синицын сумел преодолеть многие затруднения, оснастить лаборатории, наладить учебные занятия и научную работу, решить вопросы с помещениями.

Однако ректорство профессора Д.Ф. Синицына продолжалось недолго, до 1919 года. Идея автономии университета не нашла поддержки у новой Советской власти, а Д.Ф. Синицын не шел на компромиссы. В 1919 году он вынужден был покинуть свое детище – Нижегородский государственный университет, и с этого времени началась пора его странствий.

С 1920 по 1925 год Дмитрий Федорович работал сначала в Симферополе, затем в Минске, состоял профессором Западно-Белорусского государственного сельскохозяйственного института, занимался научными исследованиями. Но Д.Ф. Синицын не был удовлетворен своей жизнью и, получив заграничный паспорт, вместе с женой Л.И. Синицыной уехал сначала в Западную Европу, а потом и в Америку. Он прибыл в Нью-Йорк без гроша в кармане, нищета преследовала его все последующие годы. Длительные поиски работы, наконец, увенчались успехом: он был принят препаратором в естественно-исторический музей без права заниматься научной деятельностью – из-за этого возникли конфликты с директором музея. В трудных условиях он все же сумел выполнить две научные работы, но вынужден был покинуть музей. Скитания по стране с лекциями, трагическая гибель жены подорвали здоровье Д.Ф. Синицына. Но его научные заслуги были известны, и он получил приглашение от профессора Холла. В сельскохозяйственном департаменте штата Вашингтон в должности общего зоолога с 1928 по 1931  гг. он вел научно-исследовательскую работу в области ветеринарной гельминтологии.

Последние годы жизни Д.Ф. Синицына прошли в Южной Калифорнии. В школе медицины Лос-Анжелесского университета он занимался изучением простейших, паразитирующих в кишечнике человека.

Об этом мы узнаем из американского научного журнала Journal of the parasitology, в котором опубликованы реферат его последней работы и некролог. Д.Ф. Синицын скончался в октябре 1937 года от болезни сердца.

В некрологе отмечено, что его научные работы определили развитие гельминтологии на несколько десятилетий вперед.