Ο Δημήτριος Παπαδημητρίου αποφοίτησε από την Οδοντιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών το 2006. Ειδικεύτηκε στην Περιοδοντολογία και Χειρουργική Εμφυτευματολογία στο Πανεπιστήμιο του Rochester, Eastman Institute for Oral Health, NY, την περίοδο 2008-2011. Τον επόμενο χρόνο, 2011-2012 συνέχισε την εκπαίδευση του στην Προσθετική Εμφυτευματολογία στο πανεπιστήμιο του Harvard, σαν υπότροφος του International Team for Oral Implantology (ITI Scholarship).
Το 2012 απέκτησε τον τίτλο του Diplomate του American Board of Periodontology. Είναι αφιλοκερδώς, Επίκουρος Καθηγητής Περιοδοντολογίας με κλινική αρμοδιότητα και έργο στο Πανεπιστήμιο του Rochester από το 2012. Έχει παρουσιάσει εργασίες σε πανελλήνια και διεθνή επιστημονικά συνέδρια και έχει δημοσιεύσει επιστημονικά άρθρα σε ξένα περιοδικά.
Συμμετέχει σε πολλά Ελληνικά και διεθνή συνέδρια παρουσιάζοντας επιστημονικές εργασίες και ανακοινώσεις και σε εκπαιδευτικά σεμινάρια για Οδοντιάτρους.
Στο ιδιωτικό του ιατρείο ασχολείται αποκλειστικά με την Περιοδοντολογία και την Εμφυτευματολογία.