Дмитрий Васильевич Ухтомский родился в 1719 году в селе Семеновском Пошехонского уезда. Он происходил из древнего, но обедневшего княжеского рода. Двенадцатилетним подростком Дмитрия определили в московскую школу «математических и навигацких наук», которую он закончил в 1733 году. После этого его направили для обучения в архитектурную команду архитектора И.Ф. Мичурина. Здесь на практическом строительстве он приобрел необходимые зодчему знания и опыт. После пяти лет обучения Мичурин характеризовал Ухтомского и некоторых других учеников «весьма рачительными, которые уже тщанием своим теоретику обучили и так предуспели, что могут сами какому-либо регулярному зданию композицию делать со всеми художественными доказательствами».

Ухтомский рано проявил себя одаренным архитектором и умелым художником-декоратором. В связи с коронацией Елизаветы Петровны он в 1742 году выполнил в нескольких вариантах проект Триумфальных ворот на Тверской улице, а также декоративное оформление коронационных празднеств — на Ивановской площади в Кремле с «бассейнами и каскадами для фонтанов» и торжественной иллюминацией.

Тогда же, в 1742 году, по аттестатам находившихся в Москве известных архитекторов Коробова, Земцова, Шумахера, Бланка Ухтомскому был пожалован ранг гезеля архитектуры, и он был зачислен в команду переехавшего из Петербурга в Москву Ивана Коробова.

После ухода Коробова с работы и смерти Бланка, служившего в полицмейстерской канцелярии, которая ведала благоустройством, регулированием улиц и текущим строительством города, Ухтомский, как наиболее знающий и достойный московский зодчий, был в 1745 году назначен на эту должность и произведен в архитекторы.

В повседневной строительной работе в команде Мичурина Ухтомский приобрел практические навыки. Под руководством своего учителя он уже в юношеские годы изучил архитектуру Москвы и Подмосковья. Обучение у Коробова значительно расширило кругозор молодого зодчего и ввело его в курс регулярного строительства, осуществляемого в новой столице, пробудило у него интерес к архитектурной науке, к теоретическим трудам классиков мировой архитектуры, повлияло на формирование творческого склада зодчего, дополнило и углубило его практическое мастерство, приобретенное в команде Мичурина.

Приступив к постепенному упорядочению хаотически разросшегося к началу XVIII века города, Ухтомский сосредоточил свое основное внимание на жилой застройке — городских усадьбах, которые тогда преобладали в Москве. Планировка и внешний вид московских усадеб, построенных в значительной части еще в допетровское время, резко отличались от регулярной жилой застройки раннего Петербурга, считавшейся тогда образцом для строительства в Москве и других городах.

Вся система усадебных строений основывалась теперь на симметрии и порядке. По сторонам главного жилого дома располагались небольшие флигеля и службы, полукруглая ограда объединяла центральный дом и вынесенные на передний план боковые строения, образуя подъездной двор. За домом находился сад и дополнительные хозяйственные постройки. Жилой дом с подъездным передним двором и расположенные по его сторонам дополнительные строения придавали парадность и представительность усадебному ансамблю.

Композицию жилых усадеб Москвы Ухтомский использовал в подмосковной усадьбе Трубецких (1750–1753), расположенной на высоком берегу Москвы-реки близ Нескучного. Это был небольшой, искусно разработанный усадебный ансамбль, включающий жилые строения, регулярный парк с различными садовыми устройствами и природный ландшафт — лес, пруд, реку, широкие просторы с виднеющейся вдали Москвой. Простые и ясные объемы жилых строений, их четкое, ордерное построение, несложная отделка фасадов контрастно выделялись на фоне декоративного паркового обрамления.

Крупным произведением Ухтомского был каменный Кузнецкий мост через реку Неглинную (1751–1757), сооруженный вместо деревянного, который затоплялся во время паводков. Уже во время строительства каменного моста зодчий расширил свой первоначальный замысел. Он разработал проект торговых лавок, которые должны были дополнить собой строение моста, составить вместе с ним представительный ансамбль. Предусматривалась также перепланировка близлежащих улиц.

Этот ансамбль в силу своих функциональных свойств, в отличие от замкнутой планировки усадеб, имел раскрытую, обращенную к городу композицию. Это был пример своеобразной регулярной застройки города, созданной на основе группы сооружений утилитарного назначения. Однако Ухтомский желал видеть в своем произведении не только «регулярность», но и «великолепие» — качество, отвечавшее его представлениям о роли и значении общественных зданий в архитектуре города. Зодчий разделял передовые градостроительные убеждения петровских и послепетровских зодчих о том, что утилитарные, общественные здания являются центральными сооружениями города в композиционном и идейно-художественном отношении, и утверждал их в своем творчестве.

Но Ухтомский не упрощал понятие «великолепия» по отношению к деловым сооружениям. Строения Кузнецкого моста не воспроизводили неуместных в утилитарных постройках роскоши и богатства дворцовых зданий. «Великолепие» представало здесь в монументальности и масштабах всего ансамбля.

Сдержанными, простыми формами отличалось здание первой в Москве архитектурной школы, проект которого был выполнен в 1760 году. Эта школа была организована Ухтомским на основе его окрепшей и разросшейся команды. В этом небольшом сооружении проявились качества, общие для делового строительства — скупость форм, практицизм, экономичность и вместе с тем представительность, известная величавость, соответствующие престижу публичных общественных строений в ансамбле города.

В связи с приездом Елизаветы Петровны в Москву Ухтомский выполнил проект и построил близ Лефортовского дворца здание Сената в Немецкой слободе (1753–1757).

Ухтомскому предстояло создать крупное сооружение, внушительный облик которого должен был со всей выразительностью и «пристойностью» свидетельствовать о правительственном и общественном назначении сооружения. Старый, почти квадратный в плане двухэтажный дом лейб-медика Лестока был превращен Ухтомским в центральную часть возводимого здания. Торжественность, монументальность придавал зданию купол, который покоился на центральном выступе сооружения. Он возвышался над двухэтажным портиком, увенчанным разорванным фронтом и украшенным по сторонам скульптурными фигурами, аллегорически изображавшими гражданские доблести, и государственным гербом. Под гербом был расположен парадный вход в здание, к которому вели сложно разработанные изогнутые лестницы. Центральному портику отвечали боковые, в которых помещались служебные входы. Портики имели треугольные фронтоны, также украшенные аллегорическими фигурами, и завершались небольшими куполами. Промежуточные части фасада были оформлены пилястрами.

В здании Сената наметились первые существенные особенности архитектуры этого времени. Помимо представительности и общего парадного облика это были П-образный план с подъездным двором, монументальная ордерная композиция центральной части здания с главным портиком, ее купольное покрытие — как архитектурно-художественное и смысловое завершение всего архитектурного целого.

Схемы казенного здания общественного назначения и городских московских и загородных усадеб послужили основой для дальнейшего развития и всесторонней разработки типа этих сооружений в будущем. Образцы их получили законченное воплощение в творчестве учеников Ухтомского — мастеров московского классицизма.

Ухтомский много работал в Московском Кремле. Он делал обмеры старых памятников, производил их реставрацию, перестраивал и строил новые сооружения, занимался благоустройством кремлевской застройки.

Ухтомский принимал участие в строительстве Кремлевского дворца по проекту Б. Растрелли, производил починку соборов, колокольни Ивана Великого, разрабатывал проект недостроенного еще тогда Арсенала.

Новатор, убежденный поборник современной ему архитектуры, Ухтомский смело проектировал рядом с древними памятниками Москвы сооружения, выполненные в формах русского зодчества нового времени.

Показателен в этом отношении его проект перестройки части здания старых приказов для временного размещения Сенатской конторы, строения которой были снесены в связи со строительством нового дворца. Также не были связаны формально с архитектурой древних кремлевских памятников галерея для хранения имущества Оружейной палаты (проект 1755 года, закончена в 1764 году П. Никитиным) и проект переустройства Ивановской площади (1754). Вся композиция и обрамление площади были выдержаны в проекте в духе барочного декора.

В свои произведения Ухтомский никогда не переносил без переработки детали древнерусского зодчества и не применял поверхностной стилизации старины, что можно объяснить его безоговорочным утверждением главенствующей роли новой архитектуры в московском зодчестве середины XVIII века. Отказавшись от буквального повторения приемов и деталей допетровского зодчества, Ухтомский заменил это внешнее воспроизведение форм тонким и проникновенным претворением в своих произведениях жизнеспособных традиций прошлого, переосмыслением испытанных архитектурно-художественных средств старых русских мастеров.

Ухтомский строил и культовые сооружения: церковь на Лазаревском кладбище (1748–1750), колокольню церкви Параскевы Пятницы (1740-е годы) и др. Лучшее среди них — прославленная колокольня Успенского собора в Троице-Сергиевой лавре (1741–1770).

При посещении лавры Елизаветой Петровной в 1753 году, Ухтомский поднес ей для утверждения проект перестройки колокольни, возводимой первоначально по чертежам И. Шумахера. Императрица одобрила замысел зодчего, который представил колокольню в виде высотного триумфального строения, отвечавшего идеям и вкусам времени.

Ухтомскому удалось без существенных изменений уже построенной части превратить заурядное, маловыразительное сооружение в высокохудожественное произведение, вошедшее в русскую архитектуру 18-го столетия как один из совершенных ее памятников. Архитектор видел несоответствие возводимого строения тому значению, которое оно должно было иметь в ансамбле монастыря. Приземистая, тяжеловесная колокольня, запроектированная Шумахером, была чуть выше собора и поэтому не могла стать в ансамбле лавры необходимой высотной доминантой, не способствовала объемно-пространственному обогащению ансамбля Ухтомский направил свое внимание, прежде всего, на устранение этого недостатка. Он максимально развил ввысь ствол колокольни, предельно используя запасы прочности, заложенные в ней Мичуриным при ее основании.

Ухтомскому пришлось выбирать одно из двух решений надстроить один четверик и завершить колокольню монументальным куполом или повысить ее на два яруса, но отказаться от купольного завершения, заменив его легким декоративным покрытием. Ухтомский избрал второй вариант, в котором, насколько позволяли условия фундамента, была выявлена высотность башенной части сооружения. Ухтомский создал высотную четырехъярусную башню на мощном постаменте, легко вздымающуюся над ансамблем лавры.

При сравнении произведения Ухтомского со столпообразной колокольней Ивана Великого, с колокольней Новодевичьего монастыря или, наконец, с Меншиковой башней обращает на себя внимание почти полное отсутствие в надстроенной части глухой стены, ощущаемой в столпах древнерусского зодчества. Такой прием вызван в первую очередь необходимостью облегчить нагрузку верхних ярусов башни, сохранить в них лишь нужную конструктивную опору. Наряду с этим отказ от глухих простенков привел к созданию эффекта, на который, очевидно, и рассчитывал Ухтомский.

Величавая колокольня, как это было присуще лучшим произведениям Ухтомского, тесно связана с окружающей средой. Она составила гармоничное целое вместе с разнообразным комплексом строений лавры, обогатила монастырский ансамбль. Ухтомский создал глубоко национальное произведение, связанное с традициями древнерусского зодчества, но отвечающее эстетическим идеалам своего времени.

Творческие достижения, воплощенные в колокольне Троице-Сергиевой лавры, зодчий закрепил в проекте Воскресенской башни. Она близка лаврской колокольне по замыслу, формам и художественному образу.

В 1753 году Ухтомскому было поручено построить каменные Красные ворота вместо сгоревших незадолго до того деревянных ворот, возведенных Земцовым к коронации Елизаветы Петровны. Они стояли на пересечении бывшей Мясницкой и Садовой улиц. В своем проекте Ухтомский сохранил основные членения и состав декора предшествующих деревянных строений, живописность их облика. Но формы новых ворот при переложении их в камень приобрели монументальность и иной архитектурный смысл.

Произведением, которое ярко выразило тесную связь Ухтомского с современностью и вместе с тем его устремления к будущему, был проект Госпитального дома и Дома Инвалидов — одна из последних крупных работ зодчего. Трудно было бы найти среди архитекторов тех лет мастера, более подходящего, чем Ухтомский, для выполнения этого значительного по своим задачам проекта. Ансамбль должен был состоять из ряда корпусов различного назначения, храма, парка и пр. Опыт в строительстве деловых зданий, многолетняя работа по переустройству города позволили Ухтомскому создать детальное продуманное и мастерски выполненное сооружение практического назначения, каким явился проект Госпитального дома и Дома Инвалидов.

Идея создания казенного учреждения для раненых и инвалидов, для сирот погибших воинов возникла в годы Семилетней войны с Пруссией. Первоначально предполагалось строить Дом Инвалидов в Казани, но затем было решено создать его в Москве. Он мыслился в духе прославленного Дома Инвалидов в Париже.

В проекте Дома Инвалидов, выполненного Ухтомским (1758–1759), от парижского прообраза сохранился лишь общий замысел композиции и соотношения ее основных частей. В центре возвышался величественный собор, а по сторонам размещались лечебные и жилые корпуса, скомпонованные в крупные симметричные блоки. В остальном архитектурные формы, художественный образ и идеи, вложенные в проект зодчим, были независимы от исходного образца.

Для возведения комплекса сооружений было намечено место на берегу Москвы-реки, в районе Симонова и Даниловского монастырей. В проекте ансамбля Дома Инвалидов, в котором слились все, казалось бы, противоречивые тенденции творчества Ухтомского, приобрели подлинное единство «регулярность» и «великолепие» — характерные свойства русской архитектуры середины 18-го столетия. В исторической перспективе проект Госпитального дома и Дома Инвалидов можно рассматривать как недостающее звено в общей цепи сооружений и ансамблей общественного назначения XVIII – начала XIX века. Этот проект Ухтомского явился предшественником общественных ансамблей будущего, осуществленных учениками зодчего — прежде всего Казаковым, а затем мастерами Петербурга и Москвы.

Ухтомский скончался 15 октября 1774 года.