Dimitrie Gavrilean a urmat cursurile Academiei de Arte din București în perioada 1960-1966, sub îndrumarea maestrului Corneliu Baba. Din 1969 a devenit membru al Uniunii Artiștilor Plastici, iar în același an a participat la Bienala Tineretului de la Paris. În anul 1971 operele sale au fost incluse în Bienala Internațională de la New Delhi iar ulterior a urmat o serie de expoziții internaționale în cadrul cărora Dimitrie Gavrilean a continuat să expună. Pictorul a fost interesat de recuperarea folclorului, a spiritualității și a mitologiei în operele sale. Din anul 1997 a devenit profesor la Universitatea George Enescu din Iași și a ocupat, pentru o perioadă, și postul de rector al acestei universități.