在新加坡南洋理工大学攻读公共管理硕士，获得学位。2011年7月，董一兵由运城市转往朔州市，任中共朔州市委常委、组织部部长。2013年4月，他被调往忻州市，出任中共忻州市委常委，次月担任忻州市政府党组副书记、副市长。2015年11月，他被派往阳泉市，出任中共阳泉市委副书记，副市长、代市长。2016年3月，任中共阳泉市委副书记、市长。2017年12月，董一兵被任命为山西省环境保护厅党组书记。2018年1月，他辞去了阳泉市市长一职，省委亦免去其在阳泉市的党职。2018年2月任山西省环境保护厅厅长。