Pierre Dmitrienko est né à Paris en 1925 d’un père russe et d’une mère grecque. Il sera élevé aussi dans la langue paternelle. Peu après la guerre, il sera étudiant en architecture à l’Ecole des Beaux-Arts de Paris. Il commence à peindre dès 1944 (marines, portraits et paysages) et se lie d’amitié avec de jeunes peintres (François Arnal, Serge Rezvani). Dmitrienko renonce à l’architecture et vit alors de quelques activités alimentaires.
Dans sa première période de création, le jeune artiste subit quelques influences d’Albert Gleizes, et à travers lui du cubisme. Il découvre Paul Klee. Au fil de temps, il va participer à de nombreuses expositions collectives ; on doit situer ses vrais débuts à partir de 1948, année où il fait parti du groupe des « Mains éblouies » à la Galerie Maeght (Rezvani, Jacques Lanzmann, Raymond Mason, Baudinière, Signovert, Thompson), groupe qui réunissait alors la plupart des jeunes peintres abstraits de Paris.
Pierre Dmitrienko participe à des salons parisiens (Salon de Mai, Réalités Nouvelles à partir de 1957) et à des expositions collectives internationales. L’artiste va récolter une impressionnante moisson de distinctions et de prix.
Dans une seconde période (1950-60), Dmitrienko exprime, dans une grande diversité de thèmes, une joie de peindre toute romantique ; il cherche à capturer la lumière et le climat psychologique de lieux dont il s’inspire, paysages où il vit, paysages rapportés par sa mémoire. En 1960, Dmitrienko acquiert une presse à gravure d’où sortiront plus de deux cents œuvres. Il commence à sculpter en 1965.
Dans une dernière période (à partir de 1962), l’artiste, venu d’un lyrisme absolu, engage son art dans une extrême austérité. Avec cette dernière période, Dmitrienko a « manifesté le devoir de témoigner de son horreur devant les atrocités d’un monde que, de toute sa nature, il aurait voulu heureux, » écrit Jacques Busse.
Pierre Dmitrienko disparaît en 1974 ; il n’a pas encore 50 ans.