Ο Δημήτρης Κατσούλης γεννήθηκε το 1962 στον Λοφίσκο Αυλωναρίου Ευβοίας. Γονείς του ο Γιάννης και η Φωτεινή Κατσούλη. Την στοιχειώδη εκπαίδευση έως και την Β΄ Γυμνασίου παρακολούθησε στο Δημοτικό Σχολείο και στο Γυμνάσιο Σκύρου όπου διέμενε η οικογένειά του έως το 1975. Στη συνέχεια ολοκλήρωσε την Μέση Εκπαίδευση στο Γυμνάσιο και Λύκειο Κορυδαλλού Αττικής.

Σπούδασε Νομικά στο Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης και αποφοίτησε το 1984. Από το 1985 έως το 1987 παρακολούθησε μεταπτυχιακές σπουδές στην Ιταλία όπου εξειδικεύθηκε στο Δίκαιο της Τοπικής Αυτοδιοίκησης. Από το 1990 έως 1995 Ειδικός Μεταπτυχιακός Υπότροφος στο Πανεπιστήμιο Αθηνών, συνεργάτης του αείμνηστου Καθηγητή Συνταγματικού Δικαίου και Βουλευτή Γιώργου Παπαδημητρίου. Από το 1988 είναι Δικηγόρος στο Πρωτοδικείο Αθηνών και ασχολείται κυρίως με θέματα Δικαίου της Τοπικής Αυτοδιοίκησης, συνεργαζόμενος μεταξύ των άλλων με Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης, πρώτου και δευτέρου βαθμού, με Δημοτικές Επιχειρήσεις και Αναπτυξιακές Εταιρίες της Τοπικής Αυτοδιοίκησης.

Από το 1996 έως το 2002 συνεργάστηκε με το Υπουργείο Εσωτερικών Δημόσιας Διοίκησης και Αποκέντρωσης, ως Ειδικός Συνεργάτης των Υφυπουργών κκ. Λ. Παπαδήμα και Γ. Φλωρίδη, της Υπουργού κ. Β. Παπανδρέου και εκ νέου του Υφυπουργού κ. Λ. Παπαδήμα, και με αυτή την ιδιότητα υπήρξε Πρόεδρος της Επιτροπής που εκπόνησε το Πρόγραμμα «Ιωάννης Καποδίστριας» και ειδικότερα την σύνταξη του σχετικού νόμου, συντόνιζε την Ομάδας Εργασίας που σχεδίασε το «Πρόγραμμα Αριάδνη» το οποίο υλοποιείται σήμερα για την ίδρυση των Κέντρων Εξυπηρέτησης Πολιτών (ΚΕΠ) στους Δήμους, ήταν Πρόεδρος της Ομάδας Εργασίας που εκπόνησε το Σχέδιο για τον Χάρτη της Τοπικής Αυτοδιοίκησης.

Συνεργάζεται με το Ινστιτούτο Τοπικής Αυτοδιοίκησης και μετείχε στις Ομάδες Εργασίας για την Γνωμοδότηση στον Νέο Δημοτικό και Κοινοτικό Κώδικα και για την Συνταγματική Αναθεώρηση. Μετείχε στην Ομάδα Εργασίας για το σύστημα διακυβέρνησης στους Δήμους και Περιφέρειες στο πλαίσιο του Προγράμματος «Καλλικράτης»

Έχει γράψει βιβλία και επιστημονικά άρθρα για την Τοπική Αυτοδιοίκηση, έχει συμμετάσχει ως ερευνητής ή Υπεύθυνος Έρευνας σε πολλά ερευνητικά προγράμματα και μελέτες για την Τοπική Αυτοδιοίκηση.

Μετά την ίδρυση του Δήμου Αυλώνος Ευβοίας συμμετείχε στις εκλογές του 1998 ως Υποψήφιος Δήμαρχος. Διετέλεσε επικεφαλής της μειοψηφίας στο Δημοτικό Συμβούλιο την περίοδο 1999-2002. Εξελέγη Δήμαρχος Αυλώνος στις εκλογές του 2002 και επανεξελέγη το 2006. Από το 1999 έως το 2006 υπήρξε μέλος του Δ.Σ. της ΤΕΔΚ του Νομού Ευβοίας και την περίοδο 2003-2006 Γενικός Γραμματέας της ΤΕΔΚ. Την ίδια περίοδο μετείχε στην Επιτροπή Θεσμών της ΚΕΔΚΕ.

Ο Δημήτρης Κατσούλης είναι παντρεμένος με την Τεχνολόγο Τροφίμων Eλένη Πινακούλα και έχουν δύο κόρες, την Φωτεινή και την Λουκία.