Окончил Тюменский государственный университет по специальности «магистр экономики» и аспирантуру Тюменского государственного университета по специальности «экономика и управление народным хозяйством».
Получил степень МВА в Сингапурском университете управления.
Трудовая деятельность Дмитрия Артюхова началась в инвестиционных и банковских организациях.
С 2010 года работает в аппарате Губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа.
В 2012–2013 годах был включен в резерв управленческих кадров региона в качестве потенциального руководителя исполнительного органа власти.
С 2016 года – заместитель Губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа.
29 мая 2018 года назначен временно исполняющим обязанности Губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа.
9 сентября 2018 года в единый день голосования избран губернатором Ямало-Ненецкого автономного округа. Избран депутатами окружного заксобрания в ходе тайного голосования. В этот же день вступил в должность губернатора.