Ο Διονύσης Τεμπονέρας γεννήθηκε στην Πάτρα.

Αποφοίτησε από τη Φιλοσοφική Σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων (Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας) και έπειτα από τη Νομική Σχολή του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών.Έλαβε μεταπτυχιακό δίπλωμα από τον Β΄ Ιδιωτικό Τομέα του Ε.Κ.Π.Α. (με κατεύθυνση στο Εργατικό Δίκαιο) και σήμερα είναι υποψήφιος διδάκτωρ στον Τομέα Δημοσίου Δικαίου του Ε.Κ.Π.Α.Από το 2008 εργάζεται ως δικηγόρος, με εξειδίκευση στα θέματα του Εργατικού, του Δημοσίου και του Κοινωνικοασφαλιστικού Δικαίου. Επίσης, συνδράμει ομοσπονδίες και σωματεία ως νομικός παραστάτης. Από τον Φεβρουάριο του 2015 μέχρι και τον Αύγουστο του 2015 διετέλεσε σύμβουλος του αναπληρωτή υπουργού Εργασίας και Κοινωνικών Ασφαλίσεων. Στη συνέχεια, υπηρέτησε ως σύμβουλος του Διοικητή του ΙΚΑ-ΕΤΑΜ έως και τον Δεκέμβριο του 2016, και ακολούθως ως ειδικός σύμβουλος του υποδιοικητή του ΕΤΕΑΕΠ. Το 2017 διετέλεσε ειδικός νομικός σύμβουλος του Υπουργού Ναυτιλίας και από το 2018 υπήρξε Γενικός Γραμματέας του Υπουργείου Ναυτιλίας και Νησιωτικής Πολιτικής. Από το 2013-2024 υπήρξε  μέλος της κεντρικής επιτροπής και της Πολιτικής Γραμματείας  του ΣΥΡΙΖΑ.