1989–1993 war er Stimmführer der Bratschen im Philharmonischen Orchester in Graz. 1993 wurde er Mitglied des Klangforum Wien sowie von dessen Streichquartett (Tetras Quartett). Seit 1993 spielt er mit dem Trio Dahinden Kleeb Polisoidis.

Dimitrios Polisoidis beschäftigt sich hauptsächlich mit Neuer Musik und wirkt bei experimentellen Improvisationsgruppen mit. Seit 1995 arbeitete er als künstlerisch-wissenschaftlicher Mitarbeiter am Elektronischen Institut der Musikuniversität in Graz (IEM Graz) mit Peter Ablinger, Bernhard Lang, Robert Höldrich, Roland Dahinden und Wilfried Ritsch an Liveelektronik-Projekten zusammen.

Solistische Auftritte mit dem Orchestre des Pays de Savoie, Tonhalle Zürich, RSO Wien, Ensemble Varianti Stuttgart u. a. CD-Einspielungen bei hatART (Basel), Klangschnitte (Graz), mode rec (N.Y.).