迪米特洛夫是家中獨子，父親迪米塔爾是一名網(wǎng)球教練，母親瑪麗亞是一名體育教師，曾是一名排球運動員。童年時代，迪米特洛夫的偶像是皮特·桑普拉斯。濃郁的體育背景讓迪米特洛夫在三歲的時候就對網(wǎng)球產(chǎn)生了興趣，五歲便正式開啟了自己的網(wǎng)球生涯。在整個青少年時期，迪米特洛夫旅居法國巴黎，并且在帕特里克網(wǎng)球?qū)W院進行學習和訓練。

2008年下半年，迪米特洛夫的青少年成績達到世界第一。在2008年的溫布爾登網(wǎng)球錦標賽和美國網(wǎng)球公開賽的男單青少年組比賽里，迪米特洛夫都奪得了最后的冠軍，成功登上了青少年世界第一的寶座。2008年年底，迪米特洛夫立刻宣布結(jié)束自己的青少年網(wǎng)球時代，進而轉(zhuǎn)入職業(yè)生涯。

2009年，迪米特洛夫開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)ATP職業(yè)網(wǎng)球賽場。2月，迪米特洛夫開始同皮特·倫德格倫合作。2月12日，在2009年澳大利亞網(wǎng)球公開賽后首項ATP500巡回賽荷蘭鹿特丹公開賽中，迪米特洛夫以外卡身份參賽就在首輪爆冷淘汰了捷克人托馬斯·伯蒂奇。2月13日，在鹿特丹公開賽男單第二輪的比賽中，迪米特洛夫苦戰(zhàn)三盤以總比分1-2負于拉斐爾·納達爾。

2010年，迪米特洛夫在四大滿貫的戰(zhàn)績均不佳，都沒有闖入大滿貫的正賽比賽中。

2011年3月，迪米特洛夫在邁阿密公開賽中，首次成功晉級ATP1000世界巡回賽大師賽正賽。4月，迪米特洛夫在美國男子紅土冠軍賽中以6-0、6-2的比分淘汰曾高居世界第五的萊納·舒特勒，贏得個人自澳大利亞網(wǎng)球公開賽之后的首場巡回賽勝利。

2012年6月1日，在法國網(wǎng)球公開賽男單第二輪的比賽中，迪米特洛夫和理查德·加斯奎特打出了一個36拍超長回合，締造了法網(wǎng)新紀錄。

2013年1月6日，在ATP布里斯班公開賽男單決賽中，迪米特洛夫4-6、60-7的比分不敵英國球手安迪·穆雷，無緣該賽事的冠軍頭銜，但這是迪米特洛夫首場巡回賽決賽及首個ATP巡回賽的亞軍頭銜。12月3日，迪米特洛夫在布里斯班國際賽中以6-2、6-3的比分擊敗荷蘭人羅賓·哈塞取得開門紅，晉級第二輪。

2014年1月20日，在澳大利亞網(wǎng)球公開賽第四輪的比賽中，迪米特洛夫以6-3、3-6、6-2和6-4擊敗西班牙人羅伯托·布蒂斯塔·阿古特，晉級澳大利亞網(wǎng)球公開賽的男單八強，創(chuàng)個人大滿貫的最好成績。6月15日，在ATP250女王杯男單半決賽中，迪米特洛夫以6-2、6-4直落兩盤戰(zhàn)勝2014年澳大利亞網(wǎng)球公開賽男單冠軍斯坦尼斯拉斯·瓦林卡，職業(yè)生涯里首次打進了草地巡回賽的決賽。7月2日，在溫布爾登網(wǎng)球錦標賽男單四分之一決賽中，迪米特洛夫以6-1、7-64、6-2的比分直落三盤淘汰衛(wèi)冕冠軍安迪·穆雷，職業(yè)生涯首次闖進大滿貫四強。7月4日，在溫布爾登網(wǎng)球錦標賽男單半決賽中，迪米特洛夫被諾瓦克·德約科維奇以6-4、3-6、7-62、7-67取勝，無緣男單決賽。9月1日，在美國網(wǎng)球公開賽第三輪的比賽中，迪米特洛夫以0-6、6-3、6-4、6-1擊敗大衛(wèi)·戈芬，晉級2014年度美網(wǎng)的16強，這也是迪米特洛夫首次進入美國網(wǎng)球公開賽的16強。9月3日，美國網(wǎng)球公開賽男單第四輪的比賽中，迪米特洛夫在第二盤搶七中錯過了2個盤點，最終以5-7，66-7，5-7連丟三盤不敵蓋爾·孟菲爾斯，未能實現(xiàn)單賽季三次打進大滿貫八強的成績。10月20日，在ATP250瑞典公開賽男單決賽中，迪米特洛夫被托馬斯·伯蒂奇以5-7、6-4、6-4逆轉(zhuǎn)，無緣衛(wèi)冕斯德哥爾摩公開賽的冠軍。

2015年1月25日，在澳大利亞網(wǎng)球公開賽第四輪的比賽中，迪米特洛夫以4-6、7-65、3-6、5-7的比分不敵安迪·穆雷，無緣八強。3月11日，在美國麥迪遜廣場花園上演的一場表演賽中，迪米特洛夫以6-2、1-6、7-5的比分擊敗大滿貫冠軍羅杰·費德勒，這也是迪米特洛夫首次戰(zhàn)勝費德勒。6月19日，在ATP250女王杯第二輪的比賽中，迪米特洛夫4-6、65-7不敵盧森堡人吉雷斯·穆勒，無緣八強且衛(wèi)冕失敗。

2016年3月，在邁阿密網(wǎng)球大師賽第三輪的比賽中，迪米特洛夫以61-7、6-4、6-3戰(zhàn)勝2015年賽會冠軍安迪·穆雷，晉級至十六強；但是迪米特洛夫在第四輪對陣法國人蓋爾·孟菲爾斯的比賽中，以7-65、3-6、3-6的三盤比分被對手逆轉(zhuǎn)淘汰出局。6月30日，在溫布爾登錦標賽男單第四輪的比賽中，迪米特洛夫在四盤大戰(zhàn)后，以6-3、7-61、4-6、6-4戰(zhàn)勝吉勒·西蒙，闖入男單的32強。7月20日，在華盛頓花旗銀行公開賽男單第二輪比賽中，迪米特洛夫以4-6、4-6的比分不敵英國選手丹尼爾·埃文斯，無緣第三輪。9月4日，在美國網(wǎng)球公開賽第三輪的比賽中，迪米特洛夫經(jīng)過四盤苦戰(zhàn)后以6-4、6-1、3-6、6-2擊敗若奧·索薩，繼2015年澳大利亞網(wǎng)球公開賽后再次打進大滿貫第四輪。

2017年1月8日，在布里斯班公開賽決賽中，迪米特洛夫以6-2、2-6、6-3戰(zhàn)勝錦織圭，打破了個人長達30個月的冠軍荒，奪得生涯第五冠。奪冠路上，迪米特洛夫先后擊敗了多米尼克·蒂姆、米洛斯·拉奧尼奇、錦織圭三名TOP10球員，這也是他首次在同一項賽事里連斬三位TOP10。1月23日，在澳大利亞網(wǎng)球公開賽男單第四輪的比賽中，迪米特洛夫在先輸一盤的情況下開始反擊，最終以2-6、7-62、6-2、6-1逆轉(zhuǎn)丹尼斯·伊斯托明，繼2014年后再次進入澳網(wǎng)八強；1月25日，在澳大利亞網(wǎng)球公開賽男單1/4決賽上，迪米特洛夫強勢以6-3、6-2、6-4擊敗賽會11號種子大衛(wèi)·戈芬，繼2014年溫網(wǎng)后再次進入大滿貫四強；1月27日，在2017年澳大利亞公開賽男單半決賽中，迪米特洛夫3-6、7-5、6-7、7-6、4-6耗時4小時56分鐘苦戰(zhàn)5盤，以2-3的總比分不敵拉菲爾·納達爾，無緣澳網(wǎng)男單決賽，整場比賽迪米特洛夫完成了20次ACES球，制勝分上迪米特洛夫79-45，破發(fā)環(huán)節(jié)上迪米特洛夫16個破發(fā)點5次兌現(xiàn)。

2017年2月12日，在ATP世界男子職業(yè)網(wǎng)球巡回賽索非亞公開賽決賽中，迪米特洛夫以7-5和6-4的比分直落兩盤擊敗比利時選手大衛(wèi)·戈芬，獲得冠軍，這也是迪米特洛夫職業(yè)網(wǎng)球生涯中獲得的第六個ATP單打冠軍頭銜。6月2日，2017賽季法網(wǎng)公開賽第三輪的比賽中，前兩輪一盤不失的迪米特洛夫爆冷三盤負于帕布洛·卡雷尼奧·布斯塔，慘遭淘汰。6月25日，在ATP500賽英國女王杯男單半決賽中，迪米特洛夫以5-7、6-3、2-6的比分不敵菲·洛佩茲，無緣女王杯決賽。8月21日，在ATP1000大師賽辛辛那提結(jié)束男單決賽中，迪米特洛夫直落兩盤6-3、7-5擊敗克耶高斯，憑借在辛辛那提的奪冠，迪米特洛夫的世界排名將提升至第九位，冠軍積分則是升至第六位，這是1989-1995年齡段球員的首個大師賽冠軍。這是迪米特洛夫職業(yè)生涯第七個冠軍，也是規(guī)格最高的一個冠軍，也成為了歷史上第60位ATP1000冠軍。10月7日，ATP500系列賽中國網(wǎng)球公開賽半決賽中，迪米特洛夫以3-6、6-4、1-6負于頭號種子納達爾，無緣決賽。10月13日，ATP大師賽上海站男單1/4決賽，迪米特洛夫以4-6、7-64、3-6再次負于納達爾。11月20日，2017年ATP年終總決賽男單決賽，迪米特洛夫以7-5、4-6、6-3三盤擊敗比利時選手戈芬，首次參賽便奪得冠軍，其年終排名來到歷史最高的第三位，僅僅落后于納達爾和費德勒。

2018年1月6日，在布里斯班國際賽的男單半決賽中，迪米特洛夫最終以6-3、1-6、4-6的比分負于克耶高斯，無緣衛(wèi)冕。1月23日，在2018年澳網(wǎng)公開賽男單四分之一決賽中，迪米特洛夫以4-6、6-3、3-6、4-6不敵英國球手凱爾·埃德蒙德，止步澳網(wǎng)八強。

2013年5月，在馬德里公開賽期間，迪米特洛夫和瑪利亞·莎拉波娃牽手逛街照正式被媒體曝光，兩人的戀情正式公布于眾。2014年，迪米特洛夫在接受采訪時大方承認自己與瑪利亞·莎拉波娃兩人已經(jīng)同居。這之后兩人戀情經(jīng)過多次考驗，迪米特洛夫與塞雷娜·威廉姆斯傳出過緋聞，還有尤金妮·布沙爾也插足過兩人戀情的報道，但莎拉波娃和迪米特洛夫的愛情堡壘并沒有攻破。直到2015年7月24日，迪米特洛夫發(fā)布聲明，正式宣布與莎拉波娃已經(jīng)分手，這意味著兩人兩年的戀愛就此結(jié)束。

迪米特洛夫的單手反拍更被認為是兼具桑普拉斯的暴力和費德勒的優(yōu)雅。（網(wǎng)易體育評）

迪米特洛夫已然成為一名頂尖球員，回球質(zhì)量很高，特別是跑動中的正手回去，他的手感非常好，而且他的進攻和防守都打得十分出色。（諾瓦克·德約科維奇評）