Ο Δημήτρης Ηλιόπουλος γεννήθηκε στην Αθήνα και σπούδασε πολιτικές επιστήμες στο Πάντειο Πανεπιστήμιο, Νομική ΕΚΠΑ και πήρε μεταπτυχιακό από το Διεθνές Ινστιτούτο Ανθρωπίνων Δικαιωμάτων στο Στρασβούργο.

Η επαγγελματική του σταδιοδρομία ξεκινάει ως διπλωματικός υπάλληλος στο Ελληνικό Υπουργείο Εξωτερικών από το 1976-2013 έχοντας υπηρετήσει σε πόστα αιχμής όπως Βελιγράδι, Άγκυρα και στην Ελληνική Αντιπροσωπεία στον ΟΗΕ Γενεύης. Εκπροσώπησε την Ελλάδα ως Πρέσβης στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, στην Αλβανία και ως αναπληρωτής μόνιμος αντιπρόσωπος στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Επίσης υπηρέτησε ως Πρέσβης του ΝΑΤΟ στα Τίρανα και ως Υψηλός Σύμβουλος σε θέματα αφοπλισμού στην Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Εξωτερικής Δράσεως με έδρα τις Βρυξέλλες. Διετέλεσε Πρέσβης της Ευρωπαϊκής Ένωσης στον ΟΗΕ στην Γενεύη και στους Διεθνείς Οργανισμούς στην Χάγη από 2008-18. Συμμετείχε σε σημαντικές διεθνείς διασκέψεις (συμπεριλαμβανομένων του ΟΑΣΕ και της 1ης Επιτροπής της Γενικής Συνέλευσης του ΟΗΕ στην Νέα Υόρκη).

Από το 2019 είναι εκλεγμένος Πρόεδρος του Συνδέσμου Αφυπηρετησάντων Ελλήνων Διπλωματικών. Επίσης είναι μέλος των ΔΣ του Ελληνικού Ινστιτούτου Στρατηγικών Μελετών και της ΑΛΛΗΛΟΝ, καθώς και Επιστημονικός Συνεργάτης του ΕΛΙΑΜΕΠ.

Τέλος είναι συγγραφέας συγγραμμάτων και άρθρων για θέματα εξωτερικής πολιτικής και μεταφραστής λογοτεχνικών έργων της διεθνούς γραμματείας.