Il est né à Ermoupoli de Syros, en 1835, où il reçut son éducation primaire. Il était issu d’une famille bourgeoise à tradition intellectuelle et vécut son enfance à Syros, Nauplie, Istanbul et Odessa. Ensuite, il vécut 20 ans à Londres (depuis 1852) où il s’occupa surtout de commerce, sans toutefois oublier les belles lettres. En 1873, il s’établit à Paris où il déploya une riche activité nationale. En 1894, représentant la Grèce lors d’une conférence internationale sur les sports, à Paris, il contribua à faire revivre les Jeux Olympiques et obtint que les premiers Jeux se déroulent à Athènes, en 1896. 

En 1900, il s’établit définitivement à Athènes où il déploiera une activité sociale intense. Il fonda l’ « Association pour la diffusion des livres utiles », à laquelle il se consacra jusqu’à sa mort, la « Maison des Aveugles », une école de tir et une école d’enseignement professionnel.  Il organisa également la première conférence sur l’éducation, en 1904, etc.

Tout au long de sa vie, il participa à la vie intellectuelle du pays. Il était multilingue et très productif. A seize ans, il traduit (1851) l’œuvre de Racine, Esther, et composa quelques vers médiocres. En 1862, il publia le recueil de poèmes Στίχοι, qui comprend dix-neuf poèmes qu’il composa durant la période 1857 - 1862.

L’œuvre par laquelle il marqua les lettres néohelléniques était le récit historique Λουκής Λάρας (1879), qui eut un grand succès à son époque, fut traduit en plusieurs langues et eut une influence décisive sur les générations qui suivirent. L’œuvre se situe aux frontières entre le roman historique et la nouvelle moraliste, c’est pourquoi elle est considérée comme marquant un début. Avec Λουκή Λάρα ses Διηγήματα occupent une place importante dans la littérature néohellénique. Aux environs de 1880, la société bourgeoise commence à prendre forme en Grèce et, en même temps, transparaît une tendance au renouveau créatif de notre littérature, sous l’influence de l’Europe occidentale et des nouveaux courants (réalisme, naturalisme) et l’instigation de Nikolaos Politis et de ses études du folklore. L’œuvre littéraire de Dimitrios Vikelas se situe précisément sur cette ligne de démarcation : entre l’ancienne et la nouvelle Ecole d’Athènes, c'est-à-dire, au moment de la transition du roman historique, à l’intrigue complexe et à la morale héroïque, au roman moraliste qui narre la vie quotidienne.

Λουκής Λάρας est une histoire réelle, l’autobiographie d’un vieil homme qui a échappé au massacre de Chio, en 1822.  De la narration de ses aventures il manque l’élément héroïque, mais l’on y trouve la simplicité, l’optimisme et l’humanité, qualités qui caractérisent la tendance au changement de l’époque mais aussi Vikelas, lui-même, en tant que personne. Ses nouvelles sont écrites dans le même style. Il y décrit les mœurs de la vie provinciale néohellénique avec simplicité, sincérité et grâce accompagnées, toutefois, d’une tendance didactique. Le mythe, les personnages, la langue sont toujours simples, il s’agit de personnes humbles de la vie simple qui souhaitent le bien.

Ayant atteint l’âge mûr, il publia également des études historiques et philologiques, des descriptions de voyages (Από Νικοπόλεως εις Ολυμπίαν, Περί Σκωτίας) et des mémoires : Διαλέξεις και αναμνήσεις, Η ζωή μου. Il a également traduit six œuvres de Shakespeare, des contes d’Andersen, etc.

De même que sa personnalité, les conceptions de Vikelas dans le domaine linguistique étaient, elles aussi, modérées : Il écrivait en katharévoussa, mais il évitait tout extrémisme. Ainsi, sa langue n’a pas de couleur particulière, de même que ses descriptions et son style, en général, manquent de tonus, mais ils sont nobles et équilibrés. Sans aucun doute, ses nouvelles (dont les plus importantes sont : Ο Παπα-Νάρκισσος, Ο Φίλιππος Μάρθας, Η άσχημη αδελφή) ont ouvert la voie au roman de l’étude des mœurs et eurent une influence importante sur les successeurs, particulièrement sur Georgios Vizyinos qui, immédiatement après Vikelas, combinera dans ses nouvelles l’étude des mœurs et l’étude psychologique. Il est mort à Athènes en 1908.