В сезоне-2024/2025 Российской Премьер-Лиги Дмитрий Васильев провёл два матча за «Зенит». Также на его счету семь игр и два гола в Фонбет Кубке России.
Дмитрий Васильев — воспитанник академии «Зенита». В 2022 году на правах аренды он перешёл в клуб первой лиги «Оренбург», где провёл пять неполных матчей. 15 июля 2023 года в матче Суперкубка России против ЦСКА он дебютировал за «Зенит». В составе петербургского клуба Васильев стал чемпионом России в сезоне 2023/24 и обладателем Кубка России в том же сезоне. Также он выиграл Суперкубок России в 2023 году.
