Дмитрий Мочальский родился 2 (15) февраля 1908 года в Санкт-Петербурге. Окончил Московский изотехникум памяти 1905 года и Институт живописи, скульптуры и архитектуры Академии художеств в Ленинграде(1936), учился в том числе у К. С. Петрова-Водкина.  В раннем возрасте ему довелось наблюдать революционные события в Петрограде, в зрелые годы – стать  участником Великой Отечественной войны.  Являясь свидетелем многих исторических событий, художник хотел запечатлеть свою эпоху правдиво, искренне веря в социальные и духовные идеалы. Живописец отправлялся туда, где разворачивались важнейшие события, будь то освобождение Берлина или освоение целинных земель. Мочальскому было свойственно выделить главное, отбросив лишние детали; такой подход к искусству он воспринял у своих учителей, а впоследствии передал многочисленным ученикам.

Автор картин: «Возвращение с демонстрации» («Они видели Сталина») (1949), «Победа. Берлин. 9 мая 1945 года»(1947), цикл графических работ «Советские войска в Берлине» (1945), «Новоселы», «Палатка трактористов» (обе — 1957) из цикла работ об освоении целины, «Красный уголок» (1964), «На Ишиме» (1965), «Утро в совхозе. У конторы» (1967), «Четыре поколения» (1968), «В поле» (1969), «Репетиция в клубе» (1972), «Троица» (1975).

Дмитрий Мочальский — действительный член АХ СССР, председатель Московского Союза художников с 1961 по 1963 год, профессор МГАХИ имени В. И. Сурикова с 1937 года и до конца жизни.