Erste Erfahrungen bei internationalen Meisterschaften sammelte Dimitris Tsitsos beim Europäischen Olympischen Jugendfestival (EYOF) 2015 in Tiflis, bei dem er mit einer Weite von 59,59 m mit dem leichteren 700-g-Speer den siebten Platz belegte. 2019 gewann er bei den U20-Europameisterschaften in Borås mit 77,79 m die Bronzemedaille und 2021 gelangte er bei den U23-Europameisterschaften in Tallinn mit 78,22 m auf Rang vier. Im Jahr darauf gewann er bei den Balkan-Meisterschaften in Craiova mit 77,51 m die Silbermedaille hinter dem Rumänen Alexandru Novac und anschließend belegte er bei den Mittelmeerspielen in Oran mit 69,71 m den achten Platz.
In den Jahren 2021 und 2022 wurde Tsitsos griechischer Meister im Speerwurf.
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