Ο Δημήτρης Αρβανιτάκης γεννήθηκε στη Ζάκυνθο. Σπούδασε στη Φιλοσοφική Σχολή του Πανεπιστημίου της Αθήνας, στο Τμήμα Βυζαντινών και Νεοελληνικών Σπουδών. Με υποτροφία της Ακαδημίας Αθηνών εργάστηκε στο Ελληνικό Ινστιτούτο Βυζαντινών και Μεταβυζαντινών Σπουδών της Βενετίας (1995-1998), όπου και εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή. Είναι διδάκτωρ Ιστορίας του Ιονίου Πανεπιστημίου και από το 2001 εργάζεται στο Μουσείο Μπενάκη. Τα επιστημονικά του ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στην ιστορία των νεότερων χρόνων, με κύριους θεματικούς άξονες την ιστορία του Ιονίου, τη σχέση ιταλικού και ελληνικού κόσμου, τη διαμόρφωση της λογιοσύνης και την ιστορία της ιστοριογραφίας.