Лучший игрок России 2004 года, бронзовый призер чемпионата Европы-2008 перешел в нижегородский клуб.
Дмитрий Сычев родился в Омске, прошел школу местного «Динамо» и питерской "Смены". Профессиональную карьеру начал в «Спартаке» из Тамбова в 2000 году. Через полтора года Дмитрий выбрал для продолжения своей карьеры из множества вариантов, включая европейские клубы, московский «Спартак».
Именно по выступлениям в московском клубе о Дмитрии узнала вся страна. В 18 матчах Сычев забил 9 голов!
После сложного ухода из «Спартака» Сычев оказался в «Марселе», за который провел в течение двух сезонов 44 игры и забил 7 мячей.
Затем Дмитрий вернулся на родину, подписав контракт с «Локомотивом». С 2004 года Сычев провел за «железнодорожников» более 200 игр, став фактически одним из символов клуба.
В составе «Локомотива» Сычев выиграл титул чемпиона России 2004 года, Суперкубок России в 2005 году, Кубок России в 2007 году, а также несколько бронзовых медалей.
В 2005 году форвард получил в матче с «Рубином» тяжелую травму, которая повлияла не только на события в том сезоне («Локомотив» растерял огромное преимущество), но и на дальнейшую карьеру футболиста.
Всего Сычев провел за «Локомотив» десять сезонов, в пяти из которых забивал минимум 12 голов.
После назначения на пост главного тренера Славена Билича Сычев потерял место в составе и предпочел перейти в аренду в минское «Динамо», в котором провел более 10 матчей, забив один гол в Кубке Белоруссии и два – в Лиге Европы.
С июля 2013 года Дмитрий Сычев на правах аренды будет выступать за нижегородскую «Волгу».