Дмитрий Сычев родился в Омске, прошел школу местного «Динамо» и питерской "Смены". Профессиональную карьеру начал в «Спартаке» из Тамбова в 2000 году. Через полтора года Дмитрий выбрал для продолжения своей карьеры из множества вариантов, включая европейские клубы, московский «Спартак».
Именно по выступлениям в московском клубе о Дмитрии узнала вся страна. В 18 матчах Сычев забил 9 голов!
После сложного ухода из «Спартака» Сычев оказался в «Марселе», за который провел в течение двух сезонов 44 игры и забил 7 мячей.
Затем Дмитрий вернулся на родину, подписав контракт с «Локомотивом». С 2004 года Сычев провел за «железнодорожников» более 200 игр, став фактически одним из символов клуба.
В составе «Локомотива» Сычев выиграл титул чемпиона России 2004 года, Суперкубок России в 2005 году, Кубок России в 2007 году, а также несколько бронзовых медалей.
В 2005 году форвард получил в матче с «Рубином» тяжелую травму, которая повлияла не только на события в том сезоне («Локомотив» растерял огромное преимущество), но и на дальнейшую карьеру футболиста.
Всего Сычев провел за «Локомотив» десять сезонов, в пяти из которых забивал минимум 12 голов.
После назначения на пост главного тренера Славена Билича Сычев потерял место в составе и предпочел перейти в аренду в минское «Динамо», в котором провел 14 матчей, забив один гол в Кубке Белоруссии и два в Лиге Европы - в ворота литовского ФК "Круоя".
С июля 2013 года Дмитрий Сычев на правах аренды выступает за нижегородскую «Волгу».
Интересные факты
Бронзовый призер Евро-2008.
Лучший игрок чемпионата России-2004 года по опросам как игроков, так и журналистов. Самый молодой носитель этого почетного звания.
По опросу ВЦИОМ дважды становился самым популярным футболистом России (2005, 2006).
Лучший первый нападающий по оценкам газеты «Спорт-Экспресс» в 2006 г. (средний балл — 5,94).
Лучший первый нападающий, лучший новичок, лучший юниор, лучший кандидат в молодежную сборную по оценкам газеты «Спорт-Экспресс» в 2002 г. (средний балл — 6,08).
В списках 33 лучших футболистов чемпионата России четыре раза: № 1 (2004); № 2 (2005); № 3 (2007, 2009).
Мать Дмитрия – легкоатлетка, а отец – футболист.
Участвовал в юношеском чемпионате Европы в 2000 году.
В тамбовском «Спартаке» находился параллельно с Юрием Жирковым.
Выступая за «Спартак» на Кубке Содружества, забил по голу во всех играх.
На чемпионате мира 2002 года забил гол, отдал пас и заработал пенальти.
В Марселе конкуренцию Сычеву составлял, в частности, Дидье Дрогба.
В составе минского «Динамо» забил 2 гола в Лиге Европы.
C 2010 года владеет в Москве рестораном «Rosso&Bianco Cafe», делами которого занимаются родители Дмитрия.
В марте 2005 года в честь Дмитрия Сычева его поклонниками была «названа» одна из звезд в созвездии Скорпиона, соответствующем его знаку зодиака.
31 августа 2011 года в Москве принял участие в хоккейном матче между командами Александра Овечкина и Ильи Ковальчука, состоявшемся в рамках благотворительной акции «От чистого сердца». Играя в команде Ковальчука, оформил дубль.