22 июня 1804 года в семье генерал-майора И.И. Завалишина, шефа Астраханского гарнизонного полка (впоследствии он стал генерал-инструктором путей сообщения) родился сын Дмитрий.
Детство провёл в Астрахани. В 13 лет поступил в Морской кадетский корпус. Учился блестяще: кадет, гардемарин, унтер-офицер, мичман. Знания его были так глубоки, что после учёбы его оставляют в корпусе преподавателем. В 17 лет он обучает будущих моряков астрономии, механике, морской тактике.
В 1822 году добивается права участвовать в кругосветном плавании под командованием М.П. Лазарева. 18-летний уже не мичман, а лейтенант, командует фрегатом «Крейсер», на котором проводит исследования по метеорологии. При посещении Америки изучает экономику государств этого региона, его этнический состав, культурные и бытовые особенности его народов.
Глубоко проанализировал работу Российско-американской компании, составил проект преобразования российских колоний на Американском континенте, к которым, по его мнению, нужно присоединить часть Калифорнии и значительно расширить форт Росс.
По возвращении в Россию он направил этот проект адмиралу, министру Н.С. Мордвинову. Тот послал его к правителю дел Российско-американской компании К.Ф. Рылееву. Кондратий Фёдорович отнёсся к этому плану со свойственным ему воодушевлением и предложил самому Завалишину должность правителя поселения Росс. Посещая различные страны в Америке и Европе, он знакомился с передовыми идеями, жадно впитывал их. У него родилась мечта создать всемирный Орден восстановления, члены которого будут бороться за справедливость на всей планете.
Он рассказал об этой мечте Рылееву так ярко, во всех подробностях описал деятельность воображаемой организации, отделения которой есть в различных странах, что слушатель поверил в её реальность и попросил назвать «русских агентов». Завалишин отказался. Кондратий Фёдорович настаивать не стал, а познакомил нового друга с идеями Северного тайного общества, в котором был одним из руководителей.
По свидетельству Дмитрия Иринарховича, Рылеев оказал на него сильное влияние своими доводами об установлении республики, освобождении крестьян, переделе земли. Он знал замыслы будущих декабристов, но формально членом тайного общества не был. Об этом после поражения восстания говорил на допросах Рылеев: «Знакомясь с Завалишиным, я имел прежде всего в виду получить от него обстоятельные сведения о состоянии заведения и промышленности Российско-американской компании на берегах Северо-Западной Америки... Из ответов моих видно, что я был одним из самых деятельных членов в Петербурге, а потому не много бы прибавилось к преступлению моему, если бы я действительно принял Завалишина, но повторяю, что я его не принимал и об его приёме ни здесь, ни в Кронштадте ни от кого другого ничего не слышал».
14 декабря 1825 года, в день восстания на Сенатской площади, Дмитрия Иринарховича в Петербурге не было. Он находился за сотни вёрст в Симбирске. Но тем не менее был обвинён «в пропаганде среди матросов и в согласии с умыслом цареубийства». Арестован, в январе 1826 г. к нему в камеру посадили А.С. Грибоедова, тоже проходившего по делу декабристов. Впоследствии Завалишин напишет книгу «Воспоминания о Грибоедове».
«Осуждён по I разряду и по конфирмации 10 июля 1826 г. приговорён в каторжную работу вечно. Отправлен из Петропавловской крепости в Сибирь в январе 1827 г. Доставлен в Петровский завод в сентябре 1830 г. Трудился в рудниках Д.И. Завалишин почти 9 лет.
10 июля 1839 г. «милостиво обращён» на поселение в Читу. Пристрастился к журналистике. Писал статьи, предлагал меры более эффективного освоения Сибири, разоблачал злоупотребления местной власти и лично генерал-губернатора Сибири графа Н.Н. Муравьёва-Амурского. Факты были настолько убедительно обоснованы, что его материалы публиковали, несмотря на цензуру, такие серьёзные издания, как «Морской вестник», «Вестник промышленности».
В 1856 г. всех декабристов амнистировали. Они получили право жить в любой губернии, в любом городе России. Но Дмитрий Иринархович Сибирь не покинул, как и ряд его товарищей: М.Ф. Выдовский, М.А. Бестужев, И.И. Горбачевский, В.Ф. Раевский. Много доброго они сделали для Сибири.
Недавний каторжанин, каторгой не сломленный, Завалишин продолжал бороться с беззаконием, казнокрадством, жестокостью власть имущих. Ему пытались запретить писать, но Завалишин был неукротим.
И генерал-губернатор сдался. По высочайшему представлению Муравьёва-Амурского Дмитрия Иринарховича выслали из Сибири в Казань под бдительный надзор полиции». Власти посчитали, что пребывание такого смутьяна в Забайкалье опасно.
Это, наверное, единственный случай в истории царской охранки, когда преступника приговаривают к пожизненной каторге и отправляют в азиатскую глухомань, а потом вынуждены выслать оттуда в европейскую часть России.
В Казани пробыл недолго. Перебрался в Москву. Продолжал беспокоить власти своими публикациями, которые печатались в «Московских ведомостях», «Русском вестнике», «Московской старине».
Автор нескольких работ на исторические темы и «Записок декабриста», содержащих уникальные сведения о жизни первых русских революционеров в Сибири.
Дмитрий Иринархович прожил долгую жизнь. Был дважды женат, вырастит шестерых детей.
В детстве прокалённый летним астраханским зноем, просолённый штормами трёх океанов, он стойко перенёс всё: туберкулёзную промозглость камеры Алексеевского равелина, девятилетнее бремя каторжного труда в подземельях, назойливое внимание «полицейского ока», придирки цензуры.
Пережил всех своих товарищей, друзей-декабристов, почему назван в литературе «последним декабристом».