W 1997 roku Łoskow przeszedł do moskiewskiego Lokomotiwu. W nowym klubie niemal od początku był zawodnikiem wyjściowej jedenastki i w pierwszym sezonie zajął z Lokomotiwem 5. miejsce w lidze. W 1998 roku awansował do finału Pucharu Rosji, a w rozgrywkach ligowych zajął z Lokomotiwem 3. pozycję. Zadebiutował w europejskich pucharach, w Pucharze UEFA. W 1999 roku wywalczył wicemistrzostwo Rosji i zdobył 14 goli będąc jednym z najlepszych strzelców w lidze. W 2000 roku powtórzył sukces z Lokomotiwem z poprzedniego roku, a zdobywając 15 bramek został królem strzelców ligi. Zdobył też Puchar Rosji. W 2001 roku jego sukcesy to kolejny krajowy puchar i kolejne wicemistrzostwo, a w 2002 roku po raz pierwszy w karierze Dmitrij został mistrzem Rosji. Swoją postawą został wyróżniony nagrodą dla Piłkarza Roku w Premier Lidze. W 2003 roku Lokomotiw był w lidze dopiero 4., ale Łoskow był najjaśniejszym piłkarzem w sezonie – 14 goli dało mu drugi tytuł króla strzelców. W 2004 roku wywalczył drugie mistrzostwo w karierze, a w 2005 roku zajął 3. pozycję, podobnie jak w 2006 roku. Przez 11 i pół roku rozegrał dla Lokomotiwu 278 spotkań i strzelił w nich 95 bramki. Stał się legendą i ulubieńcem kibiców.