Родился в Верхней Туре в рабочей семье. Получил начальное образование, с 13-ти лет пошел работать на Богомоловские прииски, а в 26 лет — на Верхне-Туринский завод. Прошел путь от слесаря до старшего конструктора. На его счету десятки рацпредложений и новых изобретений: фонограф (1905), деревянный автомобиль (1914), миниатюрная паровая машина, двуствольный пистолет. В годы Великой Отечественной войны Дмитрий Николаевич был технологом завода, за успешное выполнение задания Государственного Комитета обороны по производству боеприпасов награжден орденом Красной Звезды (1945). На заводоуправлении ВТМЗ была установлена мемориальная доска (1987), посвященная Д. Н. Петунину. Его деревянный автомобиль является экспонатом Свердловского областного краеведческого музея.
Александрова Л.Н. Автомобиль Петунина — экспонат областного музея // Голос Верхней Туры. — 2007. — 28 июня.
Клепикова И. Как уральский Левша хитрых шведов «обломал» // Дети горы Благодать : культур.- ист. очерки. — Екатеринбург, 2006. — С. 146—150 : ил.
Александрова Л. Легендарная личность : к 125-летию со дня рождения Д. Н. Петунина // Голос Верхней Туры. — 2002. — 25 окт.
Кононова Т. Кто из вас Петунин // Уральский рабочий. — 1997. — 18 февр.
Клейменова Н. Изобретатель деревянного автомобиля // Кушвинский рабочий. —1987. — 15 окт.
Александрова Л. Мастер — золотые руки // Знамя Победы. — 1986. — 26 марта.
