Ο Δημήτρης Χρ. Χατζηδήμου γεννήθηκε στους Νέους Ψαθάδες Διδυμοτείχου. Είναι διδάκτορας Φιλοσοφίας του Πανεπιστημίου Γκαίτε της Φρανκφούρτης (29 Ιανουαρίου 1980) και ομότιμος καθηγητής Παιδαγωγικής της Φιλοσοφικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Υπηρέτησε αρχικά ως μόνιμος καθηγητής στη ΣΕΛΕΤΕ (σημερινή ΑΣΠΑΙΤΕ) και στο ΤΕΙ Θεσσαλονίκης και, από τον Δεκέμβριο του 1986 έως και τον Αύγουστο του 2014, στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης: αρχικά ως επίκουρος και αναπληρωτής καθηγητής στο Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης (1986–1993) και στη συνέχεια στο Τμήμα Φιλοσοφίας και Παιδαγωγικής, ως αναπληρωτής καθηγητής και, από το 1997, ως καθηγητής πρώτης βαθμίδας. Δίδαξε επίσης επί σειρά ετών σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο στο Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης και σε μεταπτυχιακό επίπεδο στο Πανεπιστήμιο Αιγαίου.
Η επιστημονική και ερευνητική του δραστηριότητα επικεντρώνεται κυρίως σε ζητήματα της Σχολικής Παιδαγωγικής και της Διδακτικής, με βασικούς άξονες τη σχολική διδασκαλία, την εκπαίδευση και επιμόρφωση των εκπαιδευτικών και την εκπαιδευτική πολιτική. Διετέλεσε Αναπληρωτής Πρόεδρος και Πρόεδρος του Τμήματος Φιλοσοφίας και Παιδαγωγικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, καθώς και Διευθυντής του Τομέα Παιδαγωγικής, του οικείου Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών, του Εργαστηρίου Μικροδιδασκαλίας –το οποίο ιδρύθηκε το 1999 με δική του πρωτοβουλία– και του 1ου ΠΕΚ Θεσσαλονίκης για δύο θητείες (1999–2003 και 2010–2012). Υπήρξε επίσης Πρόεδρος του Συμβουλίου Επιλογής Σχολικών Συμβούλων Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης (1998–2000), του Ιδρύματος Κοινωνικής Πρόνοιας «Άγιος Παντελεήμων» Θεσσαλονίκης (1989–1990) και, για δύο θητείες, της Παιδαγωγικής Εταιρείας Ελλάδος (2003–2007). Κατά τη διάρκεια της προεδρίας του, τον Δεκέμβριο του 2005, η Παιδαγωγική Εταιρεία Ελλάδος απέκτησε ιδιόκτητο χώρο στην Αθήνα για τη στέγαση της έδρας της. Ακόμη, διετέλεσε μέλος του Συμβουλίου Επιλογής Διευθυντών Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης (2010–2012), της Επιστημονικής Επιτροπής του Ολοήμερου Σχολείου, της Επιστημονικής Επιτροπής του Μείζονος Προγράμματος Επιμόρφωσης και της Επιστημονικής Επιτροπής του ερευνητικού προγράμματος «ΕΥΡΥΔΙΚΗ – Θετικές ενέργειες υπέρ των γυναικών», ενώ ανέλαβε καθήκοντα επιστημονικού υπευθύνου και συμμετείχε σε διάφορα προγράμματα επιμόρφωσης.
Έχει συγγράψει και επιμεληθεί βιβλία, μελέτες, συλλογικούς τόμους και πρακτικά συνεδρίων στην Ελλάδα και το εξωτερικό. Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, το βιβλίο του «Προετοιμασία και σχέδιο μαθήματος: Συμβολή στον προγραμματισμό της διδασκαλίας» μεταφράστηκε στα αλβανικά από την Αμερικανική Γεωργική Σχολή Θεσσαλονίκης για εκπαιδευτικούς σκοπούς, με τίτλο «Pergatitja dhe plani mësimor: Kontribut në planifikimin e mësimdhënies». Έχει επίσης μεταφράσει στα ελληνικά τα έργα του Γερμανού παιδαγωγού Hans-Michael Elzer «Εισαγωγή στην Παιδαγωγική» και «Επιστολές σε έναν νέο δάσκαλο».
Διηύθυνε, από κοινού με την ομότιμη καθηγήτρια Ελένη Ταρατόρη, την παιδαγωγική σειρά «Καινοτομίες στην Εκπαίδευση», η οποία αριθμεί 104 τίτλους, και συνδιευθύνει με τον καθηγητή Κωνσταντίνο Δ. Χατζηδήμου τις παιδαγωγικές σειρές «Εκπαιδευτικές Καινοτομίες» και «Νέοι Δρόμοι στην Εκπαίδευση». Το 2015 εκδόθηκε προς τιμήν του ο συλλογικός τόμος «Μελετήματα και ερωτήματα της Παιδαγωγικής Επιστήμης», έκτασης 835 σελίδων. Στα πιο πρόσφατα έργα του περιλαμβάνεται το δίτομο «Λεξικό ομόηχων λέξεων της νεοελληνικής γλώσσας» (2025), το οποίο συνέγραψε με τον Κωνσταντίνο Δ. Χατζηδήμου.
