Некоторые награды и номинации, которых был удостоен Дмитрий Паламарчук за свою актёрскую работу:

• В 2015 году актёр попал в шорт-лист Национальной премии в области кинематографии «Золотой орёл» в номинации «Лучшая мужская роль на телевидении» за роль Точа в сериале «Чужой». 34
• В 2018 году вместе с коллегами по сериалу «Невский» был награждён медалью «За содействие», которую ему вручил председатель Следственного комитета Российской Федерации. 2
• В 2019 году стал номинантом Международного телекинофорума «ВМЕСТЕ» в номинации «Актёр» за роль майора полиции Андрея Красавца в сериале «Реализация». 1
• В 2019 году был выдвинут на соискание премии в области кинематографии «Золотой орёл» в номинации «Лучшая мужская роль на телевидении» за роль Андрея Климова в сериале «Подсудимый». 12
• В 2020 году награждён главным Призом ХХII Московского Международного фестиваля детективных фильмов в номинации «Лучший положительный герой» за роль Андрея Красавца в сериале «Реализация». 1