Димитър Карастоянов е роден 1856 година в [[Самоков]]. Негов баща е [[Анастас Карастоянов]] (1822- – 1880), син на известния самоковски издател и търговец на щампи [[Никола Карастоянов]]. Димитър е брат на фотографа [[Иван Карастоянов]].
По време на режима на [[Стамболов]] Карастоянов, за да се спаси от преследване, се мести да живее в [[Пловдив]], където работи като фотограф.<ref>Fotografsko izkustvo v Bŭlgaria, Petŭr Boev, Emilia Vladimirova, Dŭrzh. izd-vo "Septemvri"„Septemvri“, 1983, str. 107.</ref> В резултат Димитър е временно въдворен в [[Бачковския манастир]] с популярната тогава формулировка – за „обида на негово величество”величество“. В началото на 20-ти век той все пак открива собствено ателие в [[София]] на бул. „Цар Освободител“ срещу Италианското посолство. Димитър е един от първите български военни фотокореспонденти. Въпреки напредналата си възраст на 56 години участва в [[Балканската война]] (1912- – 1913). Неговите снимки от първия боен полет със самолет, използван от българската авиация при [[Одрин]], обикалят света. Димитър запечатва старите сгради на столицата и ги издава през 1912 година в албума Стара София. Той има трима синове – [[Любен Карастоянов|Любен]], [[Бончо Карастоянов|Богдан – Бончо]], и [[Божидар Карастоянов|Божидар]]. Божидар Карастоянов също става придворен фотограф – на цар [[Борис III]].
