Учился сначала в Чите, затем в Николаевске-на-Амуре, куда переехала семья, в 1928 г. во Владивостоке получил специальность электрика.
Д. Нагишкин рано начал работать: продавал газеты, писал плакаты, вывески, был носильщиком, театральным статистом, репортером, иллюстратором в дальневосточных газетах. Печатался с 1929 в газетах. Писал рецензии, критические заметки и публицистические статьи. Долгое время работал художником-графиком.
Первое значительное произведение Нагишкина — повесть «Тихая бухта» (1942). Действие этой приключенческой повести происходит в начале 20-х годов после изгнания японских интервентов на морском побережье в районе Советской Гавани.
Д. Нагишкин серьезно интересовался устным творчеством народов Дальнего Востока. Первые сказки опубликовал в 1938. В результате кропотливой работы появляются сборники «Мальчик Чокчо» (1945), «Амурские сказки» (1946), «Храбрый Азмун» (1949) и теоретическая работа «Сказка и жизнь». Используя традиционные образы, сюжеты и язык устного творчества народностей Амура, Нагишкин создал самостоятельные оригинальные произведения. «Амурские сказки» Нагишкина много раз переиздавались, выходили на польском, румынском, немецком и других языках.
Широкую известность принес Нагишкину роман «Сердце Бонивура» (1947), о заключительном этапе борьбы за Советскую власть на Дальнем Востоке. За годы, прошедшие со времени создания романа, он переиздавался только на русском языке около 30 раз.
Во время войны с Японией Нагишкин был военным корреспондентом на кораблях Краснознаменной Амурской флотилии. На материале этого похода созданы «Сунгарийские записки» («Дальний Восток», 1946).
В 1953 г. Д.Д.Нагишкин переехал в Ригу. Рижский период жизни писателя нашел отражение в повести «Город Золотого Петушка» (1959). Адресованная детям повесть выходит далеко за пределы детской литературы.
Последние годы Дмитрий Дмитриевич Нагишкин жил в Москве. К этому времени относится «Созвездие Стрельца» (1962) — большой многоплановый роман о Хабаровске и его людях периода Великой Отечественной войны и первых послевоенных лет.
Сочинения Нагишкина переведены на многие языки. Умер (попал под поезд) 11 марта 1961 года в Риге.