Граф Дмитрий Сергеевич в 1898 году официально объявляется наследником Василия Васильевича Шереметева, своего бездетного родственника из нетитулованной ветви рода, владельца крупного имения в Орловской губернии. Однако за два дня до смерти Василий Васильевич изменил завещание в пользу своего родного племянника, не оповестив прежнего наследника, что имело далеко идущие последствия. Нового наследника обвинили в фальсификации завещания, последовал судебный процесс, прогремевший на всю Россию. Весной 1912 года в столице обсуждали дуэль, состоявшуюся на Черной речке между бывшим ротмистром Нижегородского драгунского полка Василием Александровичем Шереметевым и графом Дмитрием Сергеевичем Шереметевым. К счастью, дуэлянты не причинили друг другу вреда.
События 1917 года резко и трагически изменили жизнь графа Дмитрия Сергеевича и его семьи.
В письмах графа Сергея Дмитриевича к дочери графине Марии Гудович, посланных их Фонтанного дома в Кутаис, он сообщал: «Дмитрий очень огорчен. Вензеля сняты, и им предоставлено делать, что они хотят…» (9 марта 1917 года). «…Ира с семьей бежит спасаться в Москву…» (22 марта). «…Дмит рий подал в отставку, ему, видимо, очень жаль…» (23 марта). После Пасхи он вместе со всей семьей покинул Фонтанный дом. Предполагалось, что на лето все, как обычно, разъедутся по имениям. Граф Сергей Дмитриевич сообщал дочери в письме от 12 апреля 1917 года: «…Дмитрий с детьми переезжает в Итальянский дом (в Кусково. –
В конце лета 1917 года, после разгрома корниловского мятежа, оставаться в Москве бывшему флигель-адъютанту полковнику графу Шереметеву стало смертельно опасно. По настоянию жены они со всем семейством решили пробираться на юг, в Алупкинское имение графини Е. Воронцовой-Дашковой, матери графини Ирины Илларионовны. Они с трудом добрались до Алупки, чудом избежав по дороге гибели от рук анархиствующих толп солдат.
В апреле 1919 года английское правительство послало к берегам Крыма военные корабли, чтобы вывезти из России вдовствующую императрицу Марию Федоровну, сестру вдовствующей английской королевы, а также других членов семьи Романовых, оказавшихся к тому времени в Крыму. Мария Федоровна, однако, согласилась покинуть Россию с условием, что будут вывезены все, кто оказался в одинаковом с Романовыми положении. На одном из таких кораблей выехали из России князья Юсуповы, графы Воронцовы-Дашковы и Шереметевы. Эвакуация осуществлялась в экстремальных условиях, с собой брали очень немногое – особо чтимые иконы, с которыми человеку их круга и воспитания невозможно было расстаться, драгоценности, немногие документы и фотографии. Беженцев привезли на остров Мальту, принадлежавший тогда Англии, и разместили в так называемых «карантинных бараках». Они сами должны были определиться, кто и куда отправится дальше. Семейство графа Дмитрия Сергеевича оказалась в Риме, вместе с Юсуповыми, у тех в Италии еще с XIX века была недвижимость. Сестра графини Ирины Илларионовны Софья Илларионовна Демидова оказалась в Греции, бóльшая часть русских беженцев осела в Париже.
Правительства некоторых европейских стран оказывали в разных формах помощь русским беженцам. Но без взаимопомощи, организованной ими самими, обойтись было невозможно. После того как в начале 1920-х годов окончательно рухнула надежда на крушение большевистского режима и возвращение на Родину, эмигранты стали организовывать многочисленные землячества, общества, учебные заведения, стали выходить газеты и журналы. Граф Д.С. Шереметев стал первым председателем Союза русских дворян в эмиграции, который был основан в Париже в 1926 году. Согласно Уставу, союз имел целью «единение русских дворян, пребывающих за границей, охранение идеологической чистоты старых дворянских традиций и дворянского самосознания, воспитание юношества на религиозных началах и в духе рыцарской чести, оказание своим сочленам посильной моральной и материальной помощи, ведение родословных книг и выдачи своим членам удостоверений о принадлежности их по происхождению к Российскому дворянству, изыскание необходимых средств для осуществления вышеизложенных задач». В 1927 году образовался Дамский комитет союза, возглавила его графиня Ирина Илларионовна Шереметева.