Ο Διονύσης Τεμπονέρας γεννήθηκε στην Πάτρα. Αποφοίτησε από τη Φιλοσοφική Σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων και μετέπειτα από τη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών.
Είναι κάτοχος μεταπτυχιακού διπλώματος στο εργατικό δίκαιο και υποψήφιος διδάκτωρ στον Τομέα Δημοσίου Δικαίου του ΕΚΠΑ. Από το 2008 εργάζεται ως μαχόμενος δικηγόρος, με εξειδίκευση στα θέματα του Εργατικού, του Δημοσίου και του Κοινωνικοασφαλιστικού Δικαίου, συνδράμοντας ομοσπονδίες και σωματεία ως νομικός παραστάτης.
Έχει διατελέσει σύμβουλος του Αναπληρωτή Υπουργού Εργασίας και Κοινωνικών Ασφαλίσεων, σύμβουλος του Διοικητή του ΙΚΑ-ΕΤΑΜ καθώς και ειδικός σύμβουλος του υποδιοικητή του ΕΤΕΑΕΠ. Έχει διατελέσει Γενικός Γραμματέας του Υπουργείου Ναυτιλίας και μιλά αγγλικά, γαλλικά και γερμανικά.