istanbul Üniversitesi Klasik Filoloji Bölümü öğrencisi olarak 1959 yılında sinema - Tiyatrı Dergisi'nin açtığı tiyatro oyunu yarışmasında, yazdığı tek perdelik oyun "Midas'ın Kulakları" ile birinci oldu. Üniversite eğitiminin ardından israil ve Yunanistan'da tiyatro çalışmaları yapan, Yale ve Washington Üniversiteleri'nde tiyatro öğrenimi gören Dilmen, dönüşünde istanbul Şehir Tiyatroları'nda yönetmen yardımcılığı ve dramaturgluk, TRT istanbul Radyosu'nda da şef olarak çalıştı. Dilmen, istanbul Üniversitesi Devlet Konservatuvarı Tiyatro Bölümü'nde de öğretim görevlisi olarak dramaturg yetişmesine katkı sağladı. Türk tiyatrosuna Midas'ın Kulakları, Kurban, Deli Dumrul, Aşkımız Aksaray'ın En Büyük Yangını gibi bir çok oyun kazandırdı.
Geçirmiş olduğu bağırsak operasyonundan yaklaşık 2 ay sonra 8 Temmuz günü 82 yaşında izmir'de vefat etti.
