Чернышенко — новое лицо в политике. С начала 2000-х годов он работал с сфере спортивного маркетинга, с 2005-го курировал кампанию за право проведения Олимпиады в Сочи, а затем стал президентом оргкомитета Игр. Благодаря талантам Чернышенко наша страна впервые завоевала право проводить Зимние Олимпийские игры. Он блестяще провел кампанию. По ряду параметров игры в Сочи стали рекордными, вызвав небывалый интерес зрителей и СМИ: общая аудитория игр достигла 3,5 млрд человек.
С 2007 года Дмитрий Чернышенко входит в президиум Совета при Президенте Российской Федерации по развитию физической культуры и спорта. В 2014 году он назначен президентом и председателем правления Континентальной хоккейной лиги.
С 2015 года Чернышенко возглавляет медиахолдинг «Газпром-медиа». Под его руководством компания укрепила позиции ведущего игрока на российском медиарынке и продемонстрировала двузначный рост доходов и более чем двукратный рост операционной прибыли. В состав холдинга входят 144 медиакомпании, в числе которых 9 федеральных телеканалов, 12 спортивных телеканалов, 17 тематических каналов, 10 радиостанций.
В 2016 году Чернышенко стал одним из учредителей Национального рекламного альянса (НРА), который дал телеиндустрии новый импульс развития.
В «Газпром-медиа» не сообщают, кто возглавит холдинг вместо Чернышенко. «Мы пока не комментируем», — сказала директор департамента по связям с общественностью «Газпром-медиа» Ирина Осадчая «Интерфаксу», отвечая на вопрос, кто станет новым гендиректором ГПМ. Правление Континентальной хоккейной лиги также пока не обсуждало вопрос о президенте лиги.