A los 18 años, Marinov fue reclutado por el ejército búlgaro, lo que era de carácter obligatorio durante la era comunista.
Posterior a su última actuación en los Estados Unidos, Dimiter desertó como refugiado político en Knoxville, Tennessee.
Marinov comenzó su carrera como actor estadounidense en el escenario del The San Diego Repertory Theatre en 1999.
En la producción de Act of Valor de Bandito Brothers, la que significó su primera audición cinematográfica en Estados Unidos, Marinov hizo su debut en la pantalla grande interpretando a Kerimov, el científico y contrabandista ruso.
Su representación más reconocida fue en la película Green Book dirigida por Peter Farrelly, compartiendo set con Viggo Mortensen y Mahershala Ali.