Ο Δημήτρης Μπιλιανός κατέχει διδακτορικό τίτλο σπουδών στην Υπολογιστική Γλωσσολογία από το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Έχει διατελέσει εντεταλμένος διδάσκων στο ίδιο πανεπιστήμιο, ερευνητής επί σειρά ετών στο πανεπιστήμιο Χαμάντ μπιν Χαλίφα του Κατάρ, καθώς και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Αιγαίου και το Πανεπιστήμιο Κρήτης. Άρθρα του έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά, έχει παρουσιάσει μελέτες του σε εθνικά αλλά και σε διεθνή συνέδρια, και έχει συμμετάσχει σε ευρωπαϊκά και διεθνή ερευνητικά προγράμματα.