Свой первый матч в большом футболе Дмитрий Сычёв провёл 25 июня 2000 года в домашней игре Второго дивизиона России против курского «Авангарда» на стадионе «Спартак», заменив по ходу игры Владислава Голякова.
Свой первый гол в большом футболе Дмитрий Сычёв забил 3 августа 2000 года в гостевой игре Второго дивизиона России против «Орла» на Центральном стадионе в ворота, защищаемые вратарём Андреем Романовым.
Свой первый полный матч в большом футболе Сычёв провёл 18 августа 2000 года в домашней игре Второго дивизиона России против «Ельца». Тогда же он забил свой второй гол в профессиональной карьере.
Свою первую жёлтую карточку в большом футболе Сычёв получил 27 августа 2000 года в гостевой игре Второго дивизиона России против «Коломны».
Свой первый гол в кубке России Сычёв забил в первом же своём матче на этот трофей, 20 апреля 2001 года в домашней игре 1/256 финала против липецкого «Металлурга».
Воспитанник футбольных школ "Динамо" (Омск) и "Смена" (Санкт-Петербург).
В чемпионате Франции провел 33 матча, забил 5 голов.
В российских первенствах 5 раз делал дубль.
Впервые забил два мяча в чемпионате России в возрасте 18 лет 137 дней, уступив только рекорду другого спартаковца Владимира Бесчастных (17 лет 363 дня).
Лидер по системе "гол+пас" после первого круга чемпионата России-2002 - 13 очков (9+4).
Дебют в сборной России - 27 марта 2002 года в гостях с Эстонией (1:2).
Первый гол за сборную России - 19 мая 2002 года дома с Югославией (1:1).
Автор последнего гола сборной России в отборочном турнире ЧЕ-2004 - 11 октября 2003 года дома с Грузией (3:1).
Самый юный игрок, сделавший дубль в матче за российскую национальную команду - 31 марта 2004 года в гостях с Болгарией (2:2) в возрасте 19 лет 157 дней.
Участник чемпионата мира-2002 (3 матча, 1 гол, 138 минут).