Bygningen af Dmitrii Donskoi begyndte den 22. september 1880 på det nye admiralitetsskibsværft i St. Petersborg, og kølelægningsceremonien blev afholdt den 21. maj 1881. Hun blev søsat den 30. august 1882 og færdiggjort i begyndelsen af 1885. Skibets samlede omkostninger var 3.421.468 rubler. Hun blev opkaldt efter Dmitrij Donskoj, storhertug af Moskva.
Skibet sejlede til Middelhavet den 8. august 1885 og forblev der, indtil hun ankom til Port Said den 6. marts 1887 på vej til Fjernøsten. Dmitrii Donskoi nåede Nagasaki, Japan, den 19. maj og forblev i japansk farvand i flere måneder. Skibet ankom til Vladivostok den 20. juli og gik ved et uheld på grund den 12. oktober, mens det udførte torpedo-øvelser. Det blev kun let beskadiget og blev fløjet op igen den følgende dag. Dmitrii Donskoi overvintrede i Japan det år og aflagde havnebesøg i Chefoo og Shanghai i februar 1888. Det blev ombygget i Yokohama, inden det begyndte sin tilbagevenden til Østersøen den 20. januar 1889. Skibet blev inspiceret af zar Alexander III efter sin ankomst til Kronstadt den 12. juni. Det påbegyndte en langvarig overhaling som forberedelse til sit næste udenlandske krydstogt kort efter.
Dmitrii Donskoi påbegyndte sit andet udenlandske krydstogt den 3. oktober 1891, da det sejlede til Middelhavet og besøgte Brest i Frankrig undervejs. Den 13. februar 1892 blev hun omklassificeret som et krydserfartøj af første rang og forblev i Middelhavet i yderligere ca. en måned. Skibet nåede Vladivostok den 29. juni og gjorde undervejs ophold i Aden, Singapore og Hong Kong. Dmitrii Donskoi tjente som flagskib for kontreadmiral Tirtov flere gange i løbet af året. Hun tilbragte vinteren i Yokosuka og Nagasaki, inden hun i begyndelsen af 1893 sejlede til Amerika på et goodwillbesøg for at markere 400-årsdagen for Amerikas opdagelse. I Algier i marts hentede skibet storhertug Alexander Mikhailovich af Rusland og blev flagskib for kontreadmiral Kaznakov, der havde kommandoen over alle de russiske skibe på udstillingen. Dmitrii Donskoi nåede New York City den 25. april og deltog i den præsidentielle gennemgang to dage senere. Det aflagde havnebesøg i Philadelphia, Boston og Newport, Rhode Island, inden det ankom tilbage til Kronstadt i begyndelsen af september.
Under skibets langvarige ombygning i 1893-95 blev det oprustet med seks kanoner af kaliber 45 på seks tommer, ti kanoner af kaliber 45 på 4,7 tommer (120 mm) og seks kanoner på 47 millimeter (1,9 tommer). Hendes kedler kan være blevet udskiftet på dette tidspunkt, og hendes sejlrigg blev erstattet med tre stangmaster. Wilgelm Vitgeft blev udnævnt som skibets kaptajn i slutningen af 1895, og Dmitrii Donskoi begyndte skibets rejse til Fjernøsten den 10. november. Det var et af de russiske skibe, der besatte Port Arthur i marts 1898 og deltog i nedkæmpelsen af Boxeroprøret i midten af 1900. Skibet blev bestilt hjem i slutningen af 1901. Dmitrii Donskoi blev ombygget igen ved sin ankomst, og seks af hendes 4,7-tommers kanoner blev erstattet af seks 75-millimeter kanoner og to yderligere 47 mm kanoner.
Efter afslutningen af sin ombygning eskorterede hun en gruppe på syv destroyere og fem torpedobåde til Middelhavet i oktober 1903, hvor de blev tildelt Middelhavseskadren under kommando af kontreadmiral Virenius. Flådestaben besluttede at forstærke Stillehavseskadren med Middelhavseskadren i december, men dens afgang blev forsinket af reparationer på slagskibet Oslyabya, efter at det var gået på grund. Da den russisk-japanske krig begyndte i februar 1904, befandt eskadren sig i Det Røde Hav og blev kaldt tilbage til Østersøen for ikke at blive fanget og ødelagt undervejs af japanerne.
SænkningRediger
Dmitrii Donskoi blev tildelt krydserstyrken i den anden Stillehavseskadre og forlod Libau den 15. oktober 1904 med kurs mod Vladivostok med kaptajn af 1. rang Lebedev i spidsen. Undervejs i Nordsøen blev det beskadiget af beskydning fra syv søsterskibe, der tog fejl af et japansk skib under Dogger Bank Incidenten den 21./22. oktober. Skibet passerede Kap Det Gode Håb den 20. december. Under indsejlingen til Tsushima-strædet den 27. maj 1905 blev den russiske styrke opsnappet af japanerne i slaget ved Tsushima. Krydseren fik til opgave at forsvare transportskibene bagest i den russiske formation og blev ikke alvorligt angrebet i løbet af dagen.
Det blev adskilt fra resten af flåden i løbet af den tidlige aften og forsøgte at dampe nordpå til Vladivostok gennem den japanske flåde. Dmitrii Donskoi blev forgæves angrebet af japanske destroyere og torpedobåde i løbet af natten. Den følgende morgen hjalp hun med at overføre den hårdt sårede eskadrechef, viceadmiral Zinovy Rozhestvensky, fra destroyeren Buinyi til destroyeren Biedovi og blev derefter tvunget til at sænke Buinyi, da destroyerens maskineri brød sammen. Destroyerns besætning samt ca. 205 overlevende fra Oslyabya blev overført til krydseren, inden Buinyi blev sænket.
Mens skibet sejlede nordpå, blev det sidst på dagen opdaget af flere grupper af japanske skibe og blev hårdt beskadiget i den efterfølgende kamp. Kaptajn Lebedev besluttede at lade sit skib gå på grund på Ulleungdo, men skibet gik i stedet for anker, og alle mand om bord blev bragt til øen. Omkring 60 mand af skibets besætning var blevet dræbt og yderligere 120 såret under kampene. Næste morgen, den 29. maj, blev Dmitrii Donskoi sænket ca. 2,4 km ud for kysten, ca. ved 37°30′N 130°57′Ø / 37,500°N 130,950°Økoordinater: 37°30′N 130°57′E / 37.500°N 130.950°E. De overlevende blev taget til fange samme eftermiddag af landgangsgrupper fra den japanske destroyer japanske destroyer japanske destroyer Fubuki (1905) og den japanske bevæbnede handelskrydser Kasugu Maru.