В 1989 году окончил Первый Ленинградский медицинский институт им. акад. И. П. Павлова.
В 1994 году защитил кандидатскую, а 2002 – докторскую диссертациюпо разработке новых технологий лечения жизнеопасных желудочковых тахиаритмий. Имеет опыт стажировок в клиниках Канады, США, Германии.
В настоящее время руководит научно-исследовательским отделом интервенционной аритмологии ФГБУ «ФМИЦ им. В. А. Алмазова», является профессором кафедры хирургических болезней.
Под руководством Лебедева Д.С. заложены основы научно-практической школы врачей-аритмологов, ведется разработка широкого круга инновационных технологий в лечении нарушений ритма сердца.
Член правления Северо-западного отделения Всероссийского общества аритмологов, общества сердечно-сосудистых хирургов, член Общества сердечного ритма, Европейского общества аритмологов.
Автор более 250 научных работ, монографий по проблемам аритмологии, имеет патенты на изобретения.
Является членом редакционного совета "Российского кардиологического журнала".