Ο Δημήτρης Αθανασόπουλος φοίτησε στο Τμήμα Φυσικής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ). Στο πλαίσιο της πτυχιακής του εργάστηκε με εξάμηνη υποτροφία στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Αστροναυτών της ESA σε προσομοιώσεις κοσμικής ακτινοβολίας για το μελλοντικό σενάριο Moon Village. Συμμετείχε στο Alpbach Summer School 2018, όπου με την ομάδα του σχεδίασαν διαστημική αποστολή για τη μελέτη της σύνδεσης αστεροειδών και κομητών, η οποία απέσπασε δύο βραβεία. Αποφοίτησε το 2018 και την ίδια χρονιά ξεκίνησε μεταπτυχιακές σπουδές στην Αστροφυσική στο ΕΚΠΑ. Το 2025 ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στο ίδιο τμήμα σε συνεργασία με το Observatoire de la Côte d’Azur, με έρευνα στους πιο αρχέγονους αστεροειδείς και αστρονομικές παρατηρήσεις από αστεροσκοπεία στην Ελλάδα και στη Γαλλία. Είναι ερευνητικός συνεργάτης και συντονιστής της διεθνούς εκστρατείας «Ancient Asteroids». Από το 2023 εργάζεται στο ΙΑΑΔΕΤ-ΕΑΑ στο πλαίσιο του προγράμματος GR-SST, ενώ από τον Αύγουστο 2025 είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο πρόγραμμα NELIOTA (χρηματοδότηση από ESA), που περιλαμβάνει τη συστηματική καταγραφή και μελέτη των εκλάμψεων λόγω προσκρούσεων μετεωριτών στην επιφάνεια της Σελήνη.

Παρατηρησιακή Αστροφυσική στο οπτικό, Αστεροειδείς, 3Δ μοντέλα αστεροειδών, Δημιουργία και Εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος, Πλανητολογία, Σελήνη και εκλάμψεις μετεωριτών, Προσομοιώσεις ακτινοβολίας.