Дмитрий Ефимович Оскаленко родился 8 ноября 1919 года в деревне Следюки, ныне Быховского района Могилёвской области, в семье крестьянина. Белорус. Окончил 3 курса Минского политехнического техникума. С 1937 года в Красной Армии. В 1939 году окончил Ленинградское военное авиационно-техническое училище. Участник Советско-финской войны 1939-1940 годов. В 1941 году Окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков.
В боях Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Отличился при обороне Ленинграда. Один из первых овладел техникой ночных полётов.
К июню 1942 года командир звена 26-го истребительного авиационного полка (7-й истребительный авиационный корпус, Ленинградская армия ПВО, Войска ПВО территории страны) гвардии капитан Д. Е. Оскаленко совершил 197 боевых вылетов, в 23 воздушных боях лично сбил 11 и в составе группы 1 самолёт противника. 26 сентября 1942, выполняя боевое задание в составе звена из пяти машин, был атакован истребителями противника в районе деревни Манушкино Ленинградской области. Четыре самолета из его звена не приняли бой и сбежали с места сражения. Оскаленко Д. Е. вступил в схватку, один против девяти вражеских истребителей, был сбит, выпрыгнул с парашютом, но парашют не раскрылся.
Всего совершил 230 боевых вылетов, лично сбил не менее 14 самолётов противника. 14 февраля 1943 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, ему посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза.
Награждён орденами Ленина, Красного Знамени, Красной Звезды. Место захоронения не найдено. Его именем названы улицы в городах Санкт-Петербург и Быхов, площади в посёлке Дубровка и селе Следюки. На здании Дубровской средней школы установлена мемориальная доска. В Санкт-Петербурге на улице Савушкина установлен памятник летчикам Героям Советского Союза Дмитрию Оскаленко, Петру Покрышеву и Александру Савушкину.