Родился в Москве, в семье военнослужащего. После окончания школы № 30 в городе Горьком в 1983 году, поступил в КВВМКУ (Каспийское высшее военно-морское Краснознаменное училище им. С.М. Кирова) в городе Баку на штурманский факультет. В 1988 – 1996 годах служил на Северном флоте: командир штурманской части малого противолодочного корабля (МПК), помощник командира МПК, а затем командир МПК. После окончания военно-морского училища служил на Северном флоте: командир штурманской части малого противолодочного корабля (МПК), помощник командира МПК, а затем командир МПК (1988-1996). В 1996 – 1997 годах – начальник штаба - дивизионный штурман дивизиона кораблей охраны водного района. В 1999 – 2010 годах служил в городе Северодвинске Архангельской области: заместитель начальника плавучего судоремонтного завода по перезарядке реакторов, заместитель начальника отдела оперативной и боевой подготовки штаба Беломорской военно-морской базы. В 2010 – 2016 годах – начальник отдела государственной приемки кораблей Главного командования военно-морского флота, в том числе: заместитель председателя государственной комиссии по приемке АПЛ «Юрий Долгорукий», АПЛ «Северодвинск», АПЛ «Александр Невский». Всего принял 36 кораблей и судов разной классификации для ВМФ России. Капитан 1-го ранга Дмитриев скоропостижно скончался в командировке в городе Астрахани. Награды: орден «За военные заслуги» (09.04.2008), медали. Память: его именем назван морской транспорт вооружения ВМФ России.
Место захоронения: Нижегородская область Кстовский муниципальный округ кладбище села Большая Ельня