Фотограф, художник, основоположник жанра художественной фотографии
Родился в деревне Повалишино Кирсановского уезда Тамбовской губернии, ныне не существует, находится на территории села Бибиково Уметского района Тамбовской области.
С 1872 года жил в городе Москве, работал в мастерской фотографа М.П. Настюкова, где приобрёл практические навыки.
В 1874 году на период работы Ярмарки в Нижнем Новгороде, познакомился с известнейшим нижегородским фотографом Андреем Осиповичем Карелиным.
С 1877 года постоянно проживал в городе Нижнем Новгороде и работал в фотоателье Карелина.
В 1887 году Дмитриев открывает собственное фотоателье.
Однако работа в стационарных условиях не приносила мастеру полного удовлетворения: он стремился снимать живую природу, людей в обычных бытовых условиях. Московская публика впервые увидела работы Дмитриева в 1889 году на выставке, посвященной 50-летию светописи.
Экспозицию составили 53 безукоризненно выполненные работы большого формата: волжские виды, лесные пейзажи, групповые и индивидуальные портреты. Среди последних были весьма смелые – например, портрет ссыльного писателя В.Г. Короленко.
И публика, и критики дали высокие оценки фотографиям Дмитриева.
Участник русских и иностранных экспозиций: "По светописи и её применениям" в Одессе (1890 г.), III выставки V Отдела ИРТО в Петербурге (1891 г.), Всемирной выставки в Париже (1892 г., золотая медаль), Международной выставки в Сен-Жиле (1892 г., "Гран-При"), Международной выставки в Брюсселе (1892 г., почётный диплом), II выставки Общества распространения технических знаний в Москве (1892 г., малая золотая медаль), Колумбийской выставки в Чикаго (1893 г., золотая медаль), Всемирной фотографической выставки в Антверпене (1895 г., почётный диплом), выставки Русского фотографического общества (1896 г.), V выставки V Отдела ИРТО в Петербурге (1898 г.), Всемирной выставки в Париже (1900 г., золотая медаль), Международной выставки Московского художественно-фотографического общества (1902 г.), Всемирной выставки в Нью-Йорке (1914 г., почётный диплом). Действительный член Императорского Русского географического общества (1899 г.).
После революции 1917 года продолжал работать в Нижнем Новгороде. Оставаясь верным светописи, он фотографировал разруху первых лет Советской власти и новостройки первых социалистических пятилеток.
Его фотографии отразили изменения внешнего облика города и людей разных социальных групп, оставив будущим поколениям изобразительную энциклопедию нижегородской жизни.
В конце 1929 года его фотоателье перешло в ведение Детской комиссии при Нижегородском крайисполкоме, а сам Дмитриев был утверждён заведующим художественной частью и павильонным фотографом.
Детская комиссия варварски отнеслась к наследию художника, сдав в утиль 16000 негативов. В 1933 году краевое архивное бюро забрало у Детской комиссии уцелевшие материалы (около 7000 негативов), благодаря чему они сохранились до наших дней. Последние годы жизни провёл в полном забвении.
Похоронен на Бугровском кладбище Нижнего Новгорода.
Память: на доме № 9/а по улице Пискунова в Нижегородском районе Нижнего Новгорода, где работал мастер, установлена мемориальная доска.