Γεννημένος στην Αθήνα το 1966, σπούδασε υποκριτική στη Δραματική Σχολή του Εθνικού Θεάτρου. Στη συνέχεια, εργάστηκε ως ηθοποιός στο θέατρο και την τηλεόραση για δεκαπέντε χρόνια, προτού δημιουργήσει τη δική του θεατρική εταιρεία, τον «Δόλιχο». Η πρώτη του θεατρική παραγωγή, Το Κτήνος στο Φεγγάρι του Ρίτσαρντ Καλινόσκι, έγινε σημείο αναφοράς στη θεατρική ζωή της Αθήνας και ήταν sold-out για δύο συνεχόμενα χρόνια. Από τότε, εργάζεται ως σκηνοθέτης, μεταφραστής, ηθοποιός και θεατρικός παραγωγός στο θέατρο Πορεία, ένα από τα πιο γνωστά και ιστορικά θέατρα της Αθήνας.
Τα τελευταία χρόνια, ο Δημήτρης Τάρλοου έχει σκηνοθετήσει τον Αμερικάνικο Βούβαλο του David Mamet, την Ευρυδίκη της Sarah Ruhl, τη Λήθη του Δημήτρη Δημητριάδη, το Blasted-Ερείπια της Sarah Kane, τη Μεγάλη Χίμαιρα του Μ. Καραγάτση, τις Τρεις Αδερφές του Αντόν Τσέχωφ, το Θερισμό του Δημήτρη Δημητριάδη στο Εθνικό Θέατρο, την Αγριόπαπια του Χένρικ Ίψεν, Το Ευχαριστημένο της Μαρίνας Καραγάτση, τον Γιούγκερμαν του Μ. Καραγάτση, τη Δόξα Κοινή σύνθεση κειμένου του Στρατή Πασχάλη και τον Κοτζάμπαση του Καστρόπυργου του Μ. Καραγάτση στο Εθνικό θέατρο παραστάσεις οι οποίες απέσπασαν ενθουσιώδεις κριτικές και κέρδισαν βραβεία κριτικών και κοινού. Το 2016 έλαβε το βραβείο σκηνοθεσίας Κάρολος Κουν για τη Μεγάλη Χίμαιρα.