Ο Μελέτιος-Αθανάσιος Δημόπουλος γεννήθηκε στο Παρίσι το 1961. H επιστημονική του καριέρα ξεκίνησε στην Ιατρική Αθηνών, και συνεχίστηκε στο εξωτερικό, στο McGill (Royal Victoria Hospital) στο Μοντρεάλ (Παθολογία), Καναδά και στο ΜD Anderson Cancer Center (Ειδικότητα Αιματολογίας Ογκολογίας) στο Houston, US. Από το 2003 είναι Καθηγητής της Θεραπευτικής Κλινικής της Ιατρικής Σχολής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Από το 2007 έως το 2011 διετέλεσε Αναπληρωτής Πρόεδρος της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ και από το 2011 έως 2015 Πρόεδρος της ίδιας Σχολής. Επιπλέον, κατά την τετραετία 2007-2011 διετέλεσε και Πρόεδρος της Εφορείας των Νοσοκομείων «Αρεταίειο» και «Αιγινήτειο». Από το Φεβρουάριο 2015 είναι Πρύτανης του Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου.

Συνολικά είναι συγγραφέας σε πάνω από 1200 ερευνητικές εργασίες δημοσιευμένες στον διεθνή ιατρική τύπο (pubmed) με περίπου 69000 βιβλιογραφικές αναφορές και h-index 115. Oι δημοσιεύσεις αφορούν αιματολογικές κακοήθειες, αλλά και κακοήθειες συμπαγών οργάνων, όπως του ουροποιητικού και του γυναικολογικού συστήματος. Οι εργασίες του έχουν παρουσιαστεί σε πολυάριθμα Ελληνικά και Διεθνή συνέδρια και έχει λάβει βραβεία μεταξύ άλλων σε συνέδρια της Παγκόσμιας Ομάδας του Πολλαπλού Μυελώματος, της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Κλινικής Ογκολογίας, της Ελληνικής Αιματολογικής Εταιρείας, ενώ του έχει ζητηθεί συχνά να μετέχει στο εκπαιδευτικό πρόγραμμα και να είναι συντονιστής στα συνέδρια της American Society of Haematology, European Hematology Association, European Society of Medical Oncology.

Έχει τιμηθεί με σημαντικές διακρίσεις για το έργο του, και είναι ένας από τους επιστήμονες με την μεγαλύτερη επιρροή στον τομέα του διεθνώς. Για το ερευνητικό του έργο, του απονεμήθηκε το διεθνές βραβείο «Robert A.Kyle» για τη συμβολή του στην έρευνα και την αντιμετώπιση της μακροσφαιριναιμίας (2003), το βραβείο Waldenstrom’s Award for Myeloma Research of the International Myeloma Society (2015), το Comy Excellence Award (2017),  το Robert Kyle Life Achievement Award (2019), το MD Anderson Distinguished Alumnus Award (January 2020) και το παράσημο του Ανωτέρου Ταξιάρχη του Τάγματος του Φοίνικος (Φεβρουάριος 2020). Έχει βρεθεί επανειλημμένως στη λίστα «Highly Cited Researchers», στο «The World’s Most Influential Scientific Minds List», ενώ στη λίστα του expertscape (expertscape.com) βρίσκεται παγκοσμίως στην 1^η θέση στις πλασματοκυτταρικές δυσκρασίες και στην 4^η θέση στη μακροσφαιριναιμία Waldenstrom.