Сын сельского священника, Ростиславов родился в 1809 г., в Рязанской губ., Касимовского уезда, в селе Полищах. По окончании первоначального воспитания в касимовском и рязанском духовных училищах, Ростиславов прошел курс рязанской семинарии, откуда и переведен, в числе лучших учеников, окончивших в ней курс, в С. петербургскую духовную академию. По окончании курса академического в 1833 г., он был назначен бакалавром, т. е. адъюнкт-профессором по курсам физики и математики. Любовь профессора к предметам своих лекций, ясность и общедоступность изложения привлекали в аудиторию многочисленных слушателей. Стараниями Ростиславова был устроен в Спб. Духовной Академии довольно полный физический кабинета и собрана была библиотека по части физики и математики. Расстроенное здоровье его вынудило подать в отставку в 1852 г., и Дмитрий Иванович удалился на постоянное жительство в Рязань и здесь, как только здоровье его поправилось, он вновь обратился к образованию юношества: в стенах семинарии вскоре открыты были им лекции по физике, астрономии, метеорологии, физической географии и геологии. Слушателей собиралось так много, что он перенес свою аудиторию в зало благородного собрания, где и читал лекции в 1860, 1861, 1862 и 1866 гг.
В конце 1850-х и в начале 1860-х гг. возбужден был высшим правительством ряд вопросов относительно преобразования духовно-учебных заведений. Д. И. Ростиславов был приглашен подать свои замечания и соображения о переменах к улучшению духовных училищ как в учебном, нравственному так и в экономическом отношениях. С увлечением Дмитрий Иванович принялся за дело, и обширная записка была представлена им директору канцелярии синода, И. С. Гаевскому; но записка эта была возвращена ему с отзывом, что она, по своему направлению, не может получить дальнейшего хода. Труд этот, однако, не остался втуне: он был издан вскоре М. П. Погодиным в Лейпциге, под заглавием «О духовных училищах в России”. Книга была встречена с большим сочувствием и, бесспорно, имела влияние при преобразовании духовно-учебных заведений. Этот успех поощрил Дмитрия Ивановича к дальнейшим трудам, и в 1865 г. он отпечатал в Лейпциге новый замечательный свой труд: «Черное и белое духовенство в России». Тот и другой труды положительно достигли цели, ибо при преобразованиях, какие затем последовали по отношению к образованию духовенства, многое исправлено по указаниям Д. И. Ростиславова.
Последние десять лет своей жизни Ростиславов посвятил себя исключительно историко-литературным трудам. Замечательнейший из них был «Опыт исследования об имуществах и доходах наших монастырей (1872—1876)».
Достойно внимания, что для получения необходимых документальных и фактических данных для составления сего исследования Д. И. Ростиславов посетил до двадцати губерний.
Наконец, есть еще один громадный труд покойного, объемом до 600 рукописных листов, оставшийся в рукописи; он имеет предметом своим обозрение степени веротерпимости во всех древних и новых религиях, равно во всех вероисповеданиях христианского учения. Не называем других сочинений трудолюбивого ученого, напр., по части физики и высшей математики.
Д. И. Ростиславов умер внезапно, 18 февраля 1877 г.
На страницах «Русской Старины» с 1880 г. началось издание автобиографических записок Д. И. Ростиславова. Эти обширные записки не окончены до сих пор печатанием; время от времени мы к ним возвращаемся. Записки эти заключают в себе множество драгоценных заметок и фактов по отношению к описанию быта той среды, преимущественно духовенства, в которой протекла жизнь трудолюбивого профессора и ученого.
«Известно, — замечает Ростиславов в предисловии к запискам, — что история слагается не из одних царей, генералов и министров, что ей нужна жизнь народов, а с жизнью народа русского я был знаком хорошо, и мои автобиографические записки, касаясь этой жизни, не будут лишены интереса для потомства. Особенно будущий историк православной церкви в России найдет в них много фактов и заметок, которые покажут ему, что церковь, поддерживаясь, но учению богословов, непосредственным влиянием Промысла, очень нередко расстраивается людьми, притом именно теми лицами, которые, считая себя наместниками Спасителя и преемниками апостолов, между тем очень много вредят религии христианской и живут несообразно с ее нравственным учением. Желая в этих отношениях быть полезным для будущей истории, я из своей жизни и из жизни моих современников избираю те факты, которые могут характеризовать мое время».
