Ο Δημήτρης Παντελής αποφοίτησε από το ΕΜΠ με δίπλωμα Χημικού Μηχανικού το 1982. Στη συνέχεια πραγματοποίησε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στη Γαλλία και απέκτησε διδακτορικό δίπλωμα στην περιοχή «Μηχανική-Υλικά» από την École Centrale des Arts et Manufactures de Paris (ECP). Διετέλεσε Καθηγητής του ΕΜΠ από το 1992 πρώτα στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών και στη συνέχεια στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών, καθώς και Διευθυντής του Εργαστηρίου Ναυπηγικής Τεχνολογίας.