Завършил е Медицина в Медицински факултет на Тракийски Университет, гр. Стара Загора през 2003 г. Започва работа като педиатър в Детско отделение на МБАЛ гр. Гълъбово през 2003 г. От 2005 г. е специализант и по-късно асистент в Клиниката по Детски болести на Университетска болница гр. Стара Загора. През 2010 г. придобива специалност по детски болести. От 2010 г. до септември 2013 г. специализира в Клиниката по Алергология и Астма на Александровска болница, където придобива специалност по Клинична алергология. В настоящия момент е част от екипа на Клиниката по детски болести на Токуда болница София.
Професионалните интереси на д-р Димитров са в областта на респираторната алергия – алергичен ринит, бронхиална астма, функционално изследване на дишането, бронхо-провокационни проби, кожно-алергично тестуване, съвременна диагностика на хранителна алергия.
Д-р Димитров е член на Българския лекарски съюз, Българското дружество по Алергология, Европейската академия по Алергология и Клинична имунология, Европеското респираторно дружество. Автор и съавтор на редица публикации в национални и европейски научни издания.