Ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο και εργάστηκε επί σειρά ετών ως πολιτικός μηχανικός και στέλεχος επιχειρήσεων (1980-2004).Είναι μέλος του προεδρείου του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και της Αντιπροσωπείας στην Κοινοβουλευτική Συνέλευση Ίσης Εκπροσώπησης ΑΚΕ-ΕΕ. Eίναι νυμφευμένος με τη Νάντια Σουμπασάκη και έχουν δυο παιδιά.
Είναι μέλος της Κεντρικής Επιτροπής του ΣΥΡΙΖΑ. Επίσης, είχε εκλεγεί βουλευτής στην περιφέρεια Β’ Αθηνών στις εκλογές του 2009, του Μαΐου και του Ιουνίου του 2012. Παραιτήθηκε από το αξίωμα στις 2 Μαϊου 2014, προκειμένου να θέσει υποψηφιότητα για το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο. Στις ευρωεκλογές του 2014 εξελέγη ευρωβουλευτής με 200.611 σταυρούς προτίμησης.
Ο Λάμπρος Καλαρρύτης στο blog του στο pagenews.gr αναφέρεται στην υπόθεση του ευρωβουλευτή του ΣΥΡΙΖΑ, Δημήτρη Παπαδημούλη. Αφού γράφει ότι το να βγάζεις χρήματα με νόμιμο τρόπο δεν είναι κακό, σημειώνει ότι ο συγκεκριμένος πολιτικός δείχνει «ανθρωπισμό με το αζημίωτο».
Τα πόθεν έσχες δόθηκαν στην δημοσιότητα χθες Δευτέρα. και το συγκεκριμένο προκάλεσε αίσθηση.
΄Όλα τα Πόθεν Έσχες των πολιτικών δόθηκαν χθες στη δημοσιότητα.
Πόθεν έσχες - Δημήτρης Παπαδημούλης: Στη δημοσιότητα δόθηκαν σήμερα τα πόθεν έσχες των πολιτικών αρχηγών, των υπουργών και των βουλευτών. Δείτε τι δηλώνει ο Δημήτρης Παπαδημούλης.
Γεωργιάδης - Παπαδημούλης: Συνέκρινε τα ψώνια της Μέρκελ με εκείνα του ευρωβουλευτή του Σύριζα.
Δημήτρης Παπαδημούλης κορωνοϊός: Σάλο έχει προκαλέσει η εικόνα του ευρωβουλευτή του ΣΥΡΙΖΑ να γεμίζει ασφυκτικά τα καρότσια του σε σούπερ μάρκετ πράττοντας εντελώς αντίθετα με τις συστάσεις της Πολιτείας.
Frontex: Το επίπεδο συναγερμού αναθεωρήθηκε σε "υψηλό".
Ο ευρωβουλευτής του ΣΥΡΙΖΑ έκανε μια αμφιλεγόμενη ανάρτηση στο twitter.
Πάολο Τζεντιλόνι για Ελλάδα: Η Ελλάδα, τόνισε έχει σημαντικά συγκριτικά πλεονεκτήματα και αναφέρθηκε στη γεωγραφική της θέση, το κλίμα, τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, τον πράσινο τουρισμό, τον αγροδιατροφικό τομέα με πολλά μοναδικά προϊόντα. «Είναι σημαντικό να αδράξεις την ευκαιρία», είπε χαρακτηριστικά.
