Димчо Тилев се дипломира в архитектурния факултет на УАСГ, след което завършва магистърската програма на училището по архитектура на Принстънския университет, САЩ, където учи спечелвайки пълна стипендия.

Преди да съоснове Тилев Архитекти през 2002 г. работи като архитект в Рафаел Виньоли Архитекти Ню Йорк. През изминалите почти 20 години, като водещ проектант и управител на Тилев Архитекти, Димчо Тилев участва в проектирането на много и най-различни обекти, а ръководено от него бюро натрупа опита, ресурсите и организацията за успешното реализиране и на най-сложните строителни проекти.

За изминалите години, Тилев Архитекти се утвърди като едно от водещите проектантски бюра в страната. Някои от най-сложните и интересни реализации включват Студенски център на АУБ, гр. Благоевград, реконструкция и разширение на сградата на Американски колеж София, жилищна сграда „Комплекс Галерия“ София, сградата на Петаскейл Суперкомпютър в гр. София и др.

Арх. Димчо Тилев е носител на няколко награди „Сграда на годината“, „Архитект на годината“ на в-к „Строителство и Имоти“, Европейска награда за Българска Архитектура „Сребърен Визар“ и др. През годините е канен канен като гост лектор в множество професионални форуми като „Building Innovation Forum”, Международен архитектурен и инженерен форум SHARE и др.