Дмитро Андрійович Балика народився 21 вересня 1894 в м. Седнів Чернігівської області в родині педагога. Закінчив Чернігівське реальне училище (1912), Петроградський Політехнічний інститут (1916), Педагогічне відділення Томського університету (1920).

У 1916–1920 Д. Балика працював (послідовно) бібліотекарем у Росії (Башкортостан, Томськ). У Києві працював з 1921 у показовій бібліотеці Військово-політичної школи Українського військового округу. Його наукові розвідки того часу спрямовані на створення предметного каталогу, бібліотечної технології, методики спілкування з читачем.

З 1925 у Всенародній бібліотеці України (нині НБУ ім. В. Вернадського) Дмитро Андрійович досліджував проблеми книгознавства та вивчення читацьких інтересів.  Склав бібліографічний покажчик «Вивчення українського читача» (1925), до якого ввійшли праці Б. Грінченка, П. Куліша, І. Франка та ін., відомості про культурно-просвітницькі громади, українознавчі видання, заборонені на території України. Цей покажчик – одна з перших в Україні спроб розкрити проблему дослідження читача. Очолюючи Кабінет вивчення книги і читача у Всенародній бібліотеці України, він обґрунтував класифікацію читачів бібліотек за 12-ма основними соціальними групами, окреслив аналітичні та синтетичні методи для вивчення читачів і читання в бібліотеках, а також удосконалив методику організації і проведення досліджень читацьких груп, їх інтересів, запитів з урахуванням видів і типів книгозбірень у місті та в селі. У 1920-х обґрунтував теорію бібліологічної педагогіки.

Д. Балика брав участь у підготовці бібліографічного покажчика та списків, що друкувалися на сторінках журналу «Життя і революція», «Україна» та ін., зокрема уклав бібліографію М. Драгоманова, І. Франка. Опрацьовував питання теорії і методики рекомендаційної бібліографії, вирішував питання співвідношення рекомендаційної бібліографії та критики, відмінності критичної та бібліографічної оцінки літератури. Виступав з доповідями на багатьох бібліотечних і бібліографічних з’їздах, конференціях, нарадах в Україні та Росії. Працював в Українському науковому інституті книгознавства (1927–1930). У зв’язку з критикою діяльності цього інституту за відрив від «конкретних» завдань соціалістичного будівництва і «націоналістичний» ухил, Д.  Балиці довелось переїхати до м. Горького, де він працював у місцевому університеті, також керував кафедрою бібліотекознавства в Горьківському педагогічному інституті (з 1930). Дмитро Андрійович був одним із засновників Горьківської обласної бібліотеки.

Помер Дмитро Балика 09 квітня 1971 в м. Горький (нині Нижній Новгород, РФ)