Ο Δημήτρης Καρβούνης γεννήθηκε στην Τσαριτσάνη. Σπούδασε μουσική στο Δημοτικό Ωδείο Λάρισας με καθηγητή τον Γιάννη Τσανακά, ενώ παρακολούθησε μαθήματα και σεμινάρια χορωδιακής μουσικής με τον Αντώνη Κοντογεωργίου, καθώς και τους Cr. Wagner, G. Bredolo και Salv. Papagalo. Το 1983 συμμετείχε στο θερινό σεμινάριο του Zoltán Kodály Pedagogical Institute of Music, στην Ουγγαρία.

Απ’ το 1983 μέχρι το 2014 δίδαξε Μουσική στη Μέση Εκπαίδευση, στο 6ο Γυμνάσιο Λάρισας. Δίδαξε θεωρητικά στο Δημοτικό Ωδείο Λάρισας (1981-1995), ενώ το 1990 δίδαξε μουσική στο Σεμινάριο Θεατρικής Παιδείας του Θεσσαλικού Θεάτρου. Την περίοδο 1990-1994 συνεργάστηκε με τη Δημοτική Ραδιοφωνία Λάρισας. Από το 1981 διευθύνει την Παιδική Χορωδία του Δημοτικού Ωδείου Λάρισας και από το 2002 και τη Μικτή Χορωδία του ΔΩΛ. Διηύθυνε την Ανδρική Χορωδία του “Μουσικού Συλλόγου Λάρισας” (1988-2006) και την Παιδική Χορωδία του Δημοτικού Ωδείου Βόλου (1993-1997) και το 1997 ίδρυσε, σε συνεργασία με μουσικούς από τη Λάρισα, το Μουσικό Σύνολο “Ενωδεία” το οποίο επίσης, διευθύνει μέχρι σήμερα. Ως διευθυντής χορωδιών έχει δώσει πάνω από 450 συναυλίες, σε πολλές πόλεις της Ελλάδας, στο Μέγαρο Μουσικής Αθηνών και στο Ηρώδειο, καθώς και σε πολλές πόλεις του εξωτερικού παρουσιάζοντας πάνω από 500 έργα χορωδιακής μουσικής, πολλά απ’ αυτά σε Α’ εκτέλεση ή σε Α’ ελληνική παρουσίαση.

Από το 1985 μέχρι το 2005 είχε μακρά συνεργασία με το Μίκη Θεοδωράκη, μετέχοντας σε συναυλίες του με την Παιδική Χορωδία του ΔΩΛ. Συμμετείχε στην α’ εκτέλεση, σε όλες τις μετέπειτα ελληνικές παρουσιάσεις και στη δισκογραφική παραγωγή του Requiem – Ακολουθία εις Κεκοιμημένους, καθώς και σε πολλές συναυλίες με τα έργα Άξιον Εστί και Πνευματικό Εμβατήριο. Το 1994 παρουσίασε σε α’ εκτέλεση και δισκογραφική παραγωγή τα 40 Παιδικά Τραγούδια στα οποία έκανε τη χορωδιακή επεξεργασία και την ενορχήστρωση, μετά από ανάθεση του συνθέτη. Εργασίες του για τα 40 Παιδικά Τραγούδια παρουσιάστηκαν σε συνέδρια και δημοσιεύτηκαν σε περιοδικά Λόγου και Τέχνης.

Συνεργάστηκε επίσης με το συνθέτη Νίκο Κυπουργό ηχογραφώντας μουσική του για το θέατρο και τον κινηματογράφο και συμμετέχοντας σε συναυλίες, με κυριότερες αυτές των Μεγάρων Μουσικής Αθηνών και Θεσσαλονίκης. Ως διευθυντής της Ανδρικής Χορωδίας του ΜΣΛ, συνεργάστηκε στην παρουσίαση της 13ης Συμφωνίας του Dm. Schostakowitsch, με την Κρατική Ορχήστρα Θεσσαλονίκης στο Ηρώδειο (1990), και με την Κρατική Ορχήστρα Αθηνών στο Μέγαρο Μουσικής Αθηνών (1996).

Έχει επίσης συνεργαστεί με το Μάνο Χατζιδάκι, το Σταύρο Ξαρχάκο, τον Αντώνη Κοντογεωργίου, τον Άλκη Μπαλτά, την Κρατική Ορχήστρα Θεσσαλονίκης και την Κρατική Ορχήστρα Αθηνών, το Θεσσαλικό Θέατρο, το Μουσικό Θέατρο Βόλου κ.α.