До революции 1917 года входил в партию кадетов. Член Государственного совета (1911—1914). Харьковский городской голова (1914—1917), после революции добровольно передал правление Харьковом эсеру В. А. Карелину, возглавившему Харьковскую городскую думу. В год правления П. П. Скоропадского в Киеве стал одним из первых почётных академиков Украинской академии наук.
Дмитрий Багалей родился в семье ремесленника (шорника). После учения в приходском училище и прогимназии, принят во 2-ю Киевскую гимназию и в 1876 году окончил курс в ней с золотой медалью. Затем учился в Университете св. Владимира в Киеве (некоторое время со второго семестра был вынужден учиться в Харьковском университете) и за сочинение на заданную тему был награждён золотой медалью. По окончании историко-филологического факультета (1880) был оставлен при университете стипендиатом для приготовления к профессорскому званию.
На степень магистра написал: «Историю Северской земли», переработав сочинение, удостоенное золотой медали. 11 марта 1883 года избран приват-доцентом Харьковского университета по кафедре русской истории, а в 1887 году удостоен степени доктора истории в Московском университете за диссертацию «Очерки из истории колонизации и быта степной окраины Московского государства». Это сочинение удостоено половинной суммой Уваровской премии. С 1902 года — действительный статский советник.
Багалей принимал живое участие в занятиях исторического общества летописца Нестора в Киеве и историко-филологического общества в Харькове. Был на съездах археологических в Одессе и Ярославле депутатом от Харьковского университета. По приглашению главного командира Черноморского и Азовского флотов читал морским офицерам лекции в Николаеве. С целью исследования исторических материалов посещал Чернигов и Полтаву, руководил описанием Харьковского исторического архива. Проводил раскопки и составил археологическую карту Харьковской губернии (1906). Один из первых исследователей памятника Верхний Салтов.
Революционные события февраля-марта 1917 года Дмитрий Иванович воспринял как возможность для развития украинской науки и культуры. Благодаря его деятельности и под давлением общественности, осенью 1917 года в Харькове были открыты несколько украинских гимназий, а при местном коммерческом институте открылись постоянно действующие курсы украинского языка для учителей.[3]