Ο Δήμος Λ. Παπαδημητρίου γεννήθηκε το 1943 στα Γιαννιτσά. Είναι παντρεμένος με την Πηνελόπη Αντωνίου και πατέρας τεσσάρων παιδιών. Μετά το γυμνάσιο διαπιστώνει ότι είναι ανέφικτο να σπουδάσει, λόγω της έλλειψης οικονομικών πόρων, και αφού εκπληρώνει τις στρατιωτικές του υποχρεώσεις, μεταναστεύει το 1965 στη Σουηδία. Εκεί σπούδασε ιστορικές και κοινωνικές επιστήμες και είναι πτυχιούχος του πανεπιστημίου της Στοκχόλμης.

Εργάστηκε ως εκπαιδευτικός, διδάσκοντας ιστορία και "κοινωνιογνωσία" στα ελληνόπουλα των σουηδικών σχολείων της Στοκχόλμης. Συμμετείχε ενεργά στον αγώνα εναντίον της δικτατορίας μέσα από τις γραμμές του ΠΑΚ. Μετά την πτώση του χουντικού καθεστώτος επέστρεψε στην Ελλάδα. Εκλέχθηκε βουλευτής του ΠΑΣΟΚ στην Πέλλα, στις εκλογές 1977, 1981 και 1985. Διετέλεσε υφυπουργός παιδείας το 1987. Όταν το ΠΑΣΟΚ επανήλθε στη διακυβέρνηση της Χώρας, το 1993, τοποθετήθηκε στη θέση του γενικού διευθυντή στον Οργανισμό Ύδρευσης Θεσσαλονίκης (1994-1998). Σήμερα συμμετέχει ενεργά στην προσπάθεια ανασυγκρότησης του Πανελληνίου Σοσιαλιστικού Κινήματος.