Ο Δημήτρης Παπανικολάου γεννήθηκε στο Ίλιον Αττικής στις 7 Φεβρουαρίου 1977. Η πρώτη του ομάδα ήταν ο Αστέρας Ζωοδόχου Πηγής. Το 1992 τον απέκτησε Ολυμπιακός και τον παραχώρησε δανεικό στον Σπόρτιγκ, όπου αγωνίστηκε τρία χρόνια με αποκορύφωμα την κατάκτηση της 4ης θέσης στην κανονική περίοδο τη σεζόν 1994-95.
Το 1995 επέστρεψε στον Ολυμπιακό, όπου κέρδισε δύο Πρωταθλήματα και δύο Κύπελλα και την Euroleague. Το 2002 αγωνίστηκε στον Μακεδονικό για ένα χρόνο. Το 2003 μεταγράφηκε στον Παναθηναϊκό, με τον οποίον κατέκτησε τέσσερα Πρωταθλήματα και τρία Κύπελλα Ελλάδα, αλλά και το δεύτερο τρόπαιο της Euroleague στην καριέρα του.
Το καλοκαίρι του 2007 υπέγραψε στην ΑΕΚ και έγινε ο πρώτος Έλληνας μπασκετμπολίστας που έχει αγωνιστεί σε Παναθηναϊκό, Ολυμπιακό και ΑΕΚ. Το 2009 πήρε μεταγραφή για την Νέα Σμύρνη και τον Πανιώνιο, ενώ τελείωσε την καριέρα του στο Περιστέρι το 2011.
Ο Δημήτρης Παπανικολάου υπήρξε βασικό στέλεχος της Εθνικής Ελλάδος. To 1995 αναδείχθηκε Παγκόσμιος Πρωταθλητής με την Εθνική Εφήβων, ενώ έχει κατακτήσει και το Πανευρωπαϊκό Πρωτάθλημα Παίδων. Συμμετείχε στην Ολυμπιάδα του 1996, αλλά και του 2004, όπου κατέκτησε την 5η θέση με την Εθνική Ανδρών.
Τον Ιανουαρίουν του 2012 ο Παναπανικολάου ξεκίνησε την προπονητική του καριέρα, αναλαμβάνοντας την τεχνική ηγεσία της ΑΕΚ για την Α2 Εθνική Κατηγορία. Ωστόσο, μετά από μόλις δύο παιχνίδια υπέβαλε την παραίτησή του και τον Μάιο της ίδιας χρονιάς ανακοινώθηκε η πρόσληψή του από τον Ηλυσιακό. Τον Ιανουάριο του 2013 η Ελληνική Ομοσπονδία Καλαθοσφαίρισης ανακοίνωσε την πρόσληψη του Παπανικολάου ως βοηθού προπονητή στο πλευρό του Αντρέα Τρινκέρι.
Διακρίσεις
Σε συλλογικό επίπεδο…
Πρωταθλητής Euroleague (1997, 2007)
Πρωταθλητής Ελλάδας (1996, 1997, 2004, 2005, 2006, 2007)
Κυπελλούχος Ελλάδος (1997, 2002, 2005, 2006, 2007)
Σε εθνικό επίπεδο…
Χρυσό Μετάλλιο στο Πανευρωπαϊκό Παίδων το 1993
Χρυσό Μετάλλιο στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Εφήβων το 1995
5x Τουρνουά Ακρόπολις το 1996, 1998, 1999, 2000, 2003
Ατομικά…
Μοναδικός Έλληνας μπασκετμπολίστας που έχει κατακτήσει 2 φορές το Triple Crown (Euroleague, Πρωτάθλημα και Κύπελλο) το 1997 με τον Ολυμπιακό και το 2007 με τον Παναθηναϊκό με διαφορετικές ομάδες.
Το 2001 κέρδισε στο διαγωνισμό καρφωμάτων του Ελληνικού All Star Game.
