Базовый блок ДМ применялся для запусков в 1974-1990 гг. в составе "Протона-К" (эксплуатация ракеты завершена в 2012 г.). Блок Д-1 - в 1975-1990 гг. с "Протоном-К"; ДМ-2 - в 1982-2012 гг. с "Протоном-К" и "Протоном-М" (находится в эксплуатации с 2001 г.); ДМ-2М - в 1982-2005 гг. с "Протоном-К"; Д-2 - в 1988-1996 гг. с "Протоном-К". Также с 1997 г. состоялось два запуска с "Протоном-К" модификации ДМ-5. Кроме того, были созданы коммерческие версии разгонного блока, адаптированные для запусков спутников зарубежного производства. Они использовались с ракетой "Протон-К". Серия, состоящая из ДМ1, ДМ2, ДМ3, ДМ4 (в отличие от официальных названий блоков, в коммерческих номер пишется сразу после букв "ДМ", без дефиса), использовалась в 1996-2006 гг.; усовершенствованная версия ДМ2 - в 1997-2002 гг. После того, как ГКНПЦ разработал собственный разгонный блок "Бриз-М", коммерческие запуски "Протонов" стали проводиться с ним, а не с блоками ДМ производства РКК "Энергия".
С 1999 г. для коммерческих запусков уже в составе российско-украинской ракеты "Зенит-3SL" начала применяться модификация блока ДМ-SL. Запуски проводились с морской платформы из экваториальной зоны Тихого океана в рамках международного проекта "Морской старт" (в августе 2014 г. запуски по программе были временно приостановлены). С 2008 г. с "Зенитом-3SLБ" используется версия ДМ-SLБ в рамках международного проекта "Наземный старт", запуски - с Байконура.
Работы по созданию блока ДМ-03 (изделие 11С861-03) начались в 1995 г., однако из-за недостаточного финансирования изготовление первого летного образца затянулось. В ДМ-03 внедрена новая система управления, установлены новые источники бортового электропитания (литиевые батареи), увеличен объем топливных баков и др. Блок имеет грузоподъемность до 3,4 т. С 2010 г. он проходит летные испытания в составе ракеты "Протон-М" (место старта - Байконур). Состоялось два запуска с Байконура, оба аварийные. 10 декабря 2010 г. из-за ошибки в расчетах в ДМ-03 было залито жидкого кислорода на 1,5 т. больше, чем требовалось. В результате были потеряны три навигационных спутника "Глонасс-М". 2 июля 2013 г. снова не удалось запустить три спутника "Глонасс-М": авария произошла на 17-й секунде полета из-за преждевременного выключения двигателей ракеты-носителя.
Всего состоялось 274 запуска с участием разгонных блоков семейства ДМ: 252 успешных, один частично успешный и 21 аварийный (из них 6 по вине разгонного блока). Первый запуск осуществлен 29 июля 1974 г., стартовавшая с Байконура ракета "Протон-К" с базовым блоком ДМ успешно вывела на орбиту спутник связи "Молния-1С". Предыдущий запуск 2 июля 2013 г. блока ДМ-03 в составе "Протона-М" завершился аварией.
