Советский и российский актер театра и кино. Народный артист РСФСР.
Родился в Ленинграде. В семь лет начал выступать в школьной самодеятельности и в Ансамбле песни и пляски ленинградского Дворца пионеров, которым руководил Исаак Осипович Дунаевский. Тогда мальчик впервые и заявил, что, когда вырастет, станет актёром.
В 1948 году окончил Школу-студию МХАТ и отправился в родной Ленинград. Там Дмитриев поступил в Ленинградский драматический театр имени В. Ф. Комиссаржевской, где проработал до 1967 года.
С 1984 года был артистом Театра комедии им. Н.П. Акимова.
В конце 90-х осуществил работы на других площадках Санкт-Петербурга: моноспектакли в театрах "Русская антреприза" им. А. Миронова и "...развернуть описание