Dumitru Prunarju dzimis Brašovā. 1971. gadā viņš pabeidza Brašovas matemātikas un fizikas vidusskolu. 1976. gadā Prunarju absolvēja Bukarestes politehnisko institūtu aeronautikas inženiera specialitātē un sāka strādāt aviācijas rūpnīcā IAR Brașov.
No 1977. gada marta līdz septembrim Prunarju izgāja apmācību Rezerves virsnieku militārajā skolā Bakavā.
1977. gada aprīlī kosmiskajam lidojumam ar PSRS kosmosa kuģi Rumānijas Gaisa spēku vadība sāka meklēt pretendentus gan starp kara lidotājiem gan civilajiem inženieriem. Dumitru Prunarju pieteicās, bet pēc medicīnas pārbaudēm visi kandidāti tika noraidīti. Prunarju atteikums bija saistīts ar sirds problēmām. Pēc tam, kad medicīnas prasības tika mīkstinātas, augustā notika atkārtotas pārbaudes, un Prunarju iekļuva pretendentu grupā. Septembrī 7 kandidāti sāka specializētas apmācības Rumānijā (teorija Bukarestes kara akadēmijā, treniņlidojumi, fiziski treniņi un krievu valodas apmācība). Pēc pretendentu atsijāšanas, decembrī tika nolemts uz Maskavu sūtīt 3 kandidātus. Tā kā Prunarju bija civilais inženieris, viņš no rezerves tika iesaukts armijā.
1978. gada 20 martā, pēc mēneša ilgām medicīnas pārbaudēm Maskavā, Dumitru Prunarju un Dumitru Dedju sāka kosmisko apmācību Kosmonautu sagatavošanas centrāInterkosmos 2. grupā.
1980. gadā no oktobra līdz decembrim Prunarju trenējās kosmosa kuģa apkalpē kopā ar Jevgēņiju Hrunovu, kuru 1981. gada janvārī nomainīja Leonīds Popovs. Sākotnēji viņu apkalpe tika uzskatīta par otro, bet 1981. gada 13. maijā Valsts komisija lēma, ka šī būs pamatapkalpe.
Dumitru Prunarju savu pirmo un vienīgo kosmisko lidojumu sāka 1981. gada 14. maijā, kosmosa kuģī Sojuz-40 kopā ar Leonīdu Popovu dodoties uz staciju Saljut-6. 22. maijā viņi atgriezās uz zemes.
Pēc lidojuma kosmosā Prunarju dienēja par Rumānijas Aizsardzības ministrijas vecāko inspektoru aerokosmiskajās lietās (šis amats tika izveidots īpaši viņam). Viņš strādāja arī par pasniedzēju Bukarestes politehniskajā institūtā.
1990. gadā Prunarju kļuva par transporta ministra vietnieku un civilās aviācijas priekšnieku.
1992. gadā Dumitru Prunarju tika iecelts par Rumānijas kosmosa aģentūras (ROSA) padomes locekli; 1998. gadā viņš kļuva par ROSA ģenerāldirektoru.
1991. gadā viņš Monreālā pabeidza Starptautisko aviācijas menedžmenta apmācību institūtu (IAMTI/IIFGA).
1992. gadā Prunarju kā Rumānijas pārstāvis sāka darboties ANO Kosmiskās telpas mierīgas izmantošanas komisijā.
1999. gadā viņš ieguva filozofijas doktora grādu aerokosmiskajā mašīnbūvē un sešus mēnešus mācījās nacionālajā kara koledžā.
No 2004. gada februāra līdz 2005. gada jūlijam Dumitru Prunarju bija Rumānijas vēstnieks Krievijā.
2007. gada 7. februārī viņš atvaļinājās no militārā dienesta.
2012. gadā Prunarju kļuva par valsts lidsabiedrības TAROM padomes locekli.
