Η προσπάθειά του να φοιτήσει στη Δραματική Σχολή του Εθνικού Θεάτρου, δίνοντας εξετάσεις με ένα ποίημα του Καβάφη, στέφθηκε με αποτυχία διότι θεωρήθηκε ότι δεν διέθετε τον απαραίτητο, για την εποχή, στόμφο και το ανάλογο παράστημα. Ο Ντίνος Ηλιόπουλος δεν απογοητεύτηκε, διέθετε πείσμα και υπομονή, έτσι, γράφτηκε στην ιδιωτική σχολή του διεθνούς φήμης διευθυντή του Θεάτρου «Σάρα Μπερνάρ», Γιαννούλη Σαραντίδη, που είχε έρθει στην Αθήνα πριν τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο για να σκηνοθετήσει μερικά έργα της Μαρίκας Κοτοπούλη και να επιστρέψει πάλι στο Παρίσι. Δυστυχώς, το ξέσπασμα του πολέμου δεν του επέτρεψε να φύγει κι έτσι ίδρυσε τη Δραματική σχολή «Γιαννούλη Σαραντίδη» όπου ο Ηλιόπουλος είχε την ευκαιρία να μαθητεύσει δίπλα στους Γιώργο Βακαλό, Θράσο Καστανάκη, Μ. Καραγάτση, Γιώργο Θεοτοκά, Γιάννη Σιδέρη, Αντώνη Γιαννίδη.

Θα κάνει το ξεκίνημά του στο θεατρικό σανίδι το 1944, με το θίασο της κυρίας Κατερίνας, στο έργο του Λέο Λεντς, «Κυρία, σας αγαπώ».

Οι περιοδείες του σε όλη την Ελλάδα και οι ταινίες του, που γυρίζονται η μία μετά την άλλη, γνωρίζουν τεράστια επιτυχία και έτσι, το 1963, δημιουργεί τη δική του θεατρική στέγη, στο Θέατρο Γκλόρια, σαν επιχειρηματίας και θιασάρχης. Ανεβάζει κωμωδίες ελλήνων και ξένων συγγραφέων, που γίνονται μεγάλες θεατρικές επιτυχίες και μεταφέρονται και στον κινηματογράφο, όπως τα «Ξύπνα Βασίλη», «Θανασάκης ο πολιτευόμενος», «Το κοροϊδάκι της δεσποινίδος», «Εξοχικό κέντρο ο Έρως», «Ζητείται ψεύτης», «Έκτο πάτωμα» κ.ά. Μέσα από το θίασό του, αναδεικνύονται καινούριες πρωταγωνίστριες που διέπρεψαν και καθιερώθηκαν στη συνείδηση του θεατρόφιλου κοινού σαν σπουδαίες ερμηνεύτριες όπως η Άννα Φόνσου, κι η Μάρω Κοντού. Κάποιο διάστημα, γίνεται συν-θιασάρχης με τον Μίμη Φωτόπουλο. Είναι ένα θεατρικό «πάντρεμα» δυο μεγάλων και αναντικατάστατων καλλιτεχνών , που ανεβάζουν, προς τέρψη του κοινού τους, έργα υψηλού επιπέδου.

Υπήρξε  ένας από τους ευγενέστερους ανθρώπους που πέρασαν ποτέ από τον καλλιτεχνικό χώρο. Έλαμπε και ξεχώριζε από τη φινέτσα και την αυθόρμητη απλότητα της ερμηνείας του. 

Ο Ντίνος Ηλιόπουλος παντρεύτηκε το 1963 την Χίλντεγκαρντ Βίτσερ, αυστριακής καταγωγής. Απέκτησαν δύο κόρες, την Εβίτα και τη Χίλντα και τρία εγγόνια.