Родился 25.11.1917 в городе Николаев (областной) в семье рабочего. Русский. Член КПСС с 1942. Окончил 7 классов и школу ФЗУ. Работал разметчиком на судостроительном заводе. Окончил аэроклуб.

В Советской Армии с 1938. В 1940 окончил Одесскую военно-авиационную школу.

Участник Великой Отечественной войны с июня 1941.

Командир эскадрильи 5-го гвардейского истребительного авиационного полка (207-я истребительная авиационная дивизия, 3-й смешанный авиационный корпус, 17-я воздушная армия, Юго-Западный фронт) гвардии капитан Дмитриев к августу 1943 совершил 415 боевых вылетов, в 75 воздушных боях сбил 15 самолетов противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 24.8. 43.

В 1945 окончил Витебскую офицерскую школу ВВС.

Награжден орденом Ленина, 2 орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1 степени, медалями.

Трагически погиб 1.8.1945. Похоронен на Ольшанском кладбище в городе Прага (ЧССР).

Его имя носит улица в Николаеве; на доме, где он жил, и на здании завода, где работал, установлены мемореальные доски.