Dimopoulos es bien conocido por su trabajo en la construcción de teorías más allá del Modelo Estándar.
Nació en una etnia griega en Estambul, Turquía y luego se mudó a Atenas debido a las tensiones étnicas en Turquía durante las décadas de 1950 y 1960.
Dimopoulos es conocido por su trabajo en la construcción de teorías más allá del modelo estándar, que actualmente se buscan y prueban en colisionadores de partículas como el LHC en el CERN y en experimentos en todo el mundo.
También propuso el modelo ADD de grandes dimensiones extra con Nima Arkani-Hamed y Gia Dvali.
En 2006, la Sociedad Estadounidense de Física otorgó a Dimopoulos el Premio Sakurai, "por sus ideas creativas sobre la ruptura de la simetría dinámica, la supersimetría y las dimensiones extraespaciales, que han dado forma a la investigación teórica sobre la física a escala TeV, inspirando así una amplia gama de experimentos".