ユニット名の由来は「Dimension Loop(次元の輪)」という意味であり、葉山の友人がD-LOOPの音楽を聴いて湧いたイメージから名付けられた。
1997年5月8日、シングル「Just place of love」をリリース。
1998年2月11日、3rdシングル「GLORY DAYS」をリリース。その後MINAMIの体調不良や山川の脱退などにより活動休止。その間、葉山は所属事務所のアーティストに楽曲を提供。
2004年3月10日、葉山とMINAMIの2人で再始動し4thシングル「Destination」をリリース。「No One Else But You」でMINAMIが作詞に初挑戦している。
2004年5月12日、アルバム「grace mode」をリリース。レコーディングに1年を費やしたという。帯に「D-LOOP 6年振りの復活から、最終章へ・・・」とあり、葉山も同アルバムを「D-LOOPの集大成」と位置付けている。
2010年1月7日、MINAMI逝去。
2010年4月、活動終了。