Ο Δημήτρης Γιαννούλης γεννήθηκε στην Κατερίνη στις 17 Οκτωβρίου 1995 και έκανε τα πρώτα του ποδοσφαιρικά βήματα στις ακαδημίες του Βατανιακού. Οι scouter του Δικεφάλου τον ανακάλυψαν και ο ΠΑΟΚ τον απέκτησε σε ηλικία 18 ετών. Το καλοκαίρι του 2014 αποφασίστηκε να δοθεί δανεικός στον Πιερικό για να πάρει παιχνίδια.
Στο…σχολείο της Football League συμπλήρωσε 28 συμμετοχές αγωνιζόμενος κυρίως ως αριστερό εξτρέμ και άφησε εξαιρετικές εντυπώσεις. Επόμενος σταθμός στο… αγροτικό του ήταν η Βέροια. Εκεί, «έθαψε» τον εξτρέμ κι αναγεννήθηκε ως μπακ. Χωρίς καλά, καλά να γνωρίζει τη θέση, έκανε 26 συμμετοχές με απόδοση που του χάρισε τον τίτλο του κορυφαίου Rookie της σεζόν για τη Super League και μαζί το δικαίωμα να διεκδικήσει την ευκαιρία του στον ΠΑΟΚ.
Στην Τούμπα δεν πήρε τα παιχνίδια που προσδοκούσε κι έτσι τον Ιανουάριο του 2017 έφυγε πάλι δανεικός στην Κύπρο και την Ανόρθωση, όπου έπαιξε σε οκτώ αγώνες. Το καλοκαίρι της ίδιας χρονιάς μετακόμισε στην Αθήνα και τον Ατρόμητο. Στον ενάμιση χρόνο στο Περιστέρι καθιερώθηκε ως ένα από τα καλύτερα μπακ στην Ελλάδα, κλήθηκε κι έκανε ντεμπούτο στην Εθνική, ενώ έφερε προτάσεις από Ρεν, Σαμπντόρια.
Με την Εθνική ομάδα
- Χρίστηκε πρώτη φορά διεθνής με την αντιπροσωπευτικό συγκρότημα κάτω των 21, όταν στις 16 Νοεμβρίου 2015 ο προπονητής του Αντώνης Νικοπολίδης τον χρησιμοποίησε για τα τελευταία λεπτά της εκτός έδρας ήττας με 2-1 από την Ουγγαρία στα πλαίσια των προκριματικών του Ευρωπαϊκού πρωταθλήματος Ελπίδων 2017.
- Είναι διεθνής και με την Εθνική ανδρών.