Родился 7 ноября 1854 г. в г. Венёв Тульской губернии. Окончил Полоцкий кадетский корпус в 1871 г., Николаевское инженерное училище в 1874 г., служил в сапёрных войсках в должностях батальонного адъютанта, затем заведующего оружием.
В 1881 г. окончил геодезическое отделение Николаевской академии Генерального штаба, зачислен в разряд геодезистов КВТ и прикомандирован к Военно-топографическому отделу Главного штаба. Занимался точными нивелировками по железным дорогам европейской части России для определения разности уровней Балтийского и Чёрного морей В 1883 г. переведён в Генеральный штаб.
В 1884 г. назначен астрономом в Кавказский военно-топографический отдел, где занимался обширными астрономическими наблюдениями в Закаспийской области, Хивинских и Бухарских владениях. Опубликовал работу «Об определении времени в меридиане переносных пассажных инструментов (способ Гедеонова)». В 1885 г. произвёл астрономические работы в комиссии по установлению российско-афганской границы. Совместно с полковником П.П. Кульбергом определил с помощью телеграфа разности долгот Тифлис – Батуми.
В 1887–1890 гг. – помощник начальника геодезического отделения Военно-топографического отдела Главного штаба и одновременно преподаватель геодезии Военно-топографического училища. В 1889 командирован в состав Малоазиатской экспедиции, выполнил астрономические определения в Турецкой Армении и Курдистане.
С 1890 г. – штаб-офицер для поручений и астрономических работ Туркестанского военно-топографического отдела, одновременно заведующий Ташкентской астрономической обсерваторией. В этот период выполнил обширные астрономические работы: определил разности долгот с помощью телеграфа Оренбург – Ташкент, Орск – Оренбург, Чарджуй, Асхабад и Керки относительно Ташкента, Баку – Асхабад, Аулие-Ата – Ташкент, Перовск – Ташкент и Красноводск – Ташкент (вместе с подполковником П.К Залесским) в 1891–1898 гг.; определял положение астрономических пунктов в восточной части хребта Кара-Тау на Тянь-Шане. В 1899 г. в г. Чарджуе организовал постройку международной астрономической станции.
С марта по сентябрь 1900 г. – штаб-офицер для поручений и астрономических работ Кавказского военно-топографического отдела. Произвёл определение значения силы тяжести с помощью прибора Штернека в Александрополе, Карсе, Сарыкамыше и Эриване относительно Тифлиса.
С сентября 1900 г. – начальник Туркестанского военно-топографического отдела, организатор масштабных астрономо-геодезических и топографических работ в крае. В 1903 г. под его руководством в помещении военно-топографического отдела в Ташкенте был установлен первый в России стационарный компаратор для компарирования проволок базисного прибора Едерина.
Член Русского географического и Русского астрономического обществ, с 1906 г. – председатель Туркестанского отдела Русского географического общества. Награждён серебряной (1885, «За астрономические определения в Закаспийской области») и золотой имени графа Ф.П. Литке (1905, «За всю совокупность продолжительных и обширных работ в различных областях геодезии, топографии и прикладной математики») медалями Русского географического общества.
В честь Д.Д. Гедеонова русской градусной экспедицией под руководством Генерального штаба капитана Д.Д. Сергиевского (1899–1901) названы горы на острове Шпицберген.
Скончался 11 сентября 1908 г. в Ташкенте. Генерал-майор (1901).
© Долгов Е.И., Сергеев С.В. Отв. редактор Тужиков М.Е.