Предполагается, что гаплогруппа D возникла в Азии около 60 тыс. лет тому назад. Она является потомком гаплогруппы M.
Встречается в Северо-Западной Азии (в том числе в Сибири). Также является одной из 5 мтДНК-гаплогрупп, обнаруженных у коренных народов Америки, наряду с такими, как B, C, D и X. Также гаплогруппа D довольно часто встречается в Центральной Азии, где она является второй по частоте после H. С низкой частотой гаплогруппа D встречается на северо-востоке Европы и юго-западе Азии.