Родился в августе 1918 года в селе Михайловка (ныне Двуреченский район Харьковской области Украины). Окончил 7 классов средней школы и 2 курса Рабфака. С 10 августа 1936 года в рядах Красной Армии, призван Семлевским РВК (Смоленской области). В феврале 1940 года окончил Чугуевское военное авиационное училище лётчиков. Служил младшим лётчиком в 160-м РЕЗАП. С ноября 1940 года - старший лётчик 160-го ИАП (43-я ИАД, ВВС Западного Особого военного округа), с апреля 1941 года - командир звена. Летал на И-153.

С 4 сентября 1941 года лейтенант Д. С. Захарченко в действующей армии. Воевал в 160-м ИАП (в составе 3-й Резервной авиагруппы Ставки ВГК, действовавшей в подчинении штаба ВВС Ленинградского фронта), летал на ЛаГГ-3. Прошёл путь от командира звена до командира эскадрильи. 22 ноября 1941 года был сбит зенитной артиллерией противника, приземлился на болото, вскоре вернулся в часть. Согласно некоторых источников, 5 декабря 1941 года представлялся к званию Героя Советского Союза.

7 декабря 1941 года командир 1-й эскадрильи 160-го истребительного авиационного полка (3-я Резервная авиагруппа СВГК, 14-я Воздушная армия, Ленинградский фронт) старший лейтенант Д. С. Захарченко выполняя полёт на разведку был сбит зенитной артиллерией противника и погиб в районе деревни Усть-Шомушка. Всего совершил более 120 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 8 и в составе группы 2 самолёта противника. 22 июня 2007 года останки старшего лейтенанта Захарченко Даниила Степановича были торжественно захоронены на воинском мемориале "Фишева Гора" в городе Тихвин (Ленинградская область).

Награждён орденом Красной Звезды (01.04.1942).