Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi’ni başarı ile tamamlayan Prof. Dr. Dilek Demirez, Ankara Numune Hastanesi Plastik, Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Anabilim Dalını kazanarak eğitimini tamamlayarak 2002 yılında Plastik ve Rekonstrüktif Uzmanı olmuştur.
2002-2009 yılları arasında Ankara Numune Hastanesi Plastik, Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Kliniği’nde başasistan, 2009-2011 yılları arasında Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Tıp Fakültesi Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Kliniği’nde öğretim görevlisi olarak çalıştı. 2011 yılında, Demirez, doçent unvanını aldı ve 2018 yılında profesör unvanını aldı.