Γεννήθηκε στην Αμισό του Πόντου, από πατέρα Χιώτη και μητέρα Πολίτισσα. Τις περιόδους 1910-1913 και 1920-1923 σπούδασε ευρωπαϊκή και βυζαντινή μουσική στο Ωδείο Αθηνών.
Τα πρώτα μαθήματα βυζαντινής μουσικής τα πήρε από τον καθηγητή Κωνσταντίνο Ψάχο.
Το 1913 επέστρεψε στη γενέτειρά του και βίωσε έντονα τα πολεμικά γεγονότα ακολουθώντας στα όρη της περιοχής Αμισού τους αντάρτες του Βασίλ αγά Ανθόπουλου. Μετά το 1917 έδρασε επιτυχώς ως δάσκαλος μουσικής και ως δημιουργός μουσικής και θεατρικής κίνησης στην Τραπεζούντα, τη Ριζούντα, το Σοχούμ, τη νότια Ρωσία και τον Καύκασο. Το 1918 δημιούργησε χορωδιακό συγκρότημα στο Βατούμ.
Από το 1920 εγκαταστάθηκε στην Αθήνα, όπου εργάστηκε ως καθηγητής ωδικής στη δημόσια και ιδιωτική μέση εκπαίδευση. Αργότερα εγκαταστάθηκε στη Δράμα, όπου δίδαξε μουσική στο Γυμνάσιο της πόλης. Αργότερα μετατέθηκε στη Βέροια.
Η δράση του Δ. Κουτσογιαννόπουλου για την ποντιακή ιδέα είναι πολύπλευρη.
Υπηρετώντας στη Δράμα ίδρυσε σχολή ποντιακών χορών. Ασχολήθηκε με τους ποντιακούς χορούς καταγράφοντάς τους με σημεία πατημάτων δικής του επινόησης. Συγκέντρωσε από την ιδιωτική συλλογή του πατέρα του (Στέφανου Κουτσογιαννόπουλου) και από Πόντιους πληροφορητές περίπου εκατό μελωδίες δημωδών ασμάτων και χορών του ελληνισμού του Πόντου, τις οποίες κατέγραψε στην ευρωπαϊκή παρασημαντική. Οι συστηματικές αυτές εργασίες του δημοσιεύτηκαν στο Αρχείον Πόντου.
Xειρόγραφο του Δ. Κουτσογιαννόπουλου που περιέχει πενήντα μελωδίες και κρίνεται ως πολύ χρήσιμο για τους ερευνητές της ποντιακής μουσικής έχει συμπεριληφθεί από την Επιτροπή Ποντιακών Μελετών στη συλλογή Μελωδίαι δημωδών ασμάτων και χορών των Ελλήνων Ποντίων (επιμέλεια Οδυσσέα Λαμψίδη, 1977). Στην αρχή της ανθολογίας του ο μουσικοδιδάσκαλος προέταξε εισαγωγικά τη θεωρία της ποντιακής μουσικής και της τεχνοτροπίας της ποντιακής λύρας που έχουν παγκόσμια πρωτοτυπία.
Επίσης συνέθεσε πολλά μουσικά έργα και 20 τετράφωνα τραγούδια.
Εξέδωσε το μηνιαίο ποντιακό περιοδικό Οι φίλοι της ποντιακής μουσικής (1948-1952), έγραψε τα λογοτεχνικά-ιστορικά έργα, με ποντιακή θεματική, Ποντιακές εκδηλώσεις (1921, 1961), Η λύρα του Πόντου (1927), Το ταχυδρομείον (κωμωδία, 1930), Ανάμεσα στους αντάρτες του Πόντου (1936), Αναμνήσεις από τον Πόντο (1972) κ.ά., και παρουσίασε τις μελέτες του στο επιστημονικό περιοδικό Αρχείον Πόντου. Συνεργάστηκε με διάφορες εφημερίδες (τακτικά συνεργάστηκε με τον Προσφυγικό Κόσμο την περίοδο 1965-1974).
Για τις δραστηριότητές του αυτές τιμήθηκε με πολλές διακρίσεις από συλλόγους, σωματεία, το ΑΠΘ κ.ά.
Ανέκδοτα χειρόγραφά του: «Η μουσική και καλλιτεχνική σταδιοδρομία του Δημ. Στεφ. Κουτσογιαννόπουλου 1913-1963», «Η βιογραφία του Δημητρίου Κουτσογιαννόπουλου», «Η μουσική και καλλιτεχνική κίνησις εις τον Πόvτον 1900-1920».
Ο Δ. Κουτσογιαννόπουλος κατέχει εξέχουσα θέση μεταξύ των Ποντίων οι οποίοι ασχολήθηκαν με τη συλλογή και καταγραφή της μουσικής των ποντιακών δημωδών ασμάτων και χορών. Το έργο του είναι εξαιρετικά σημαντικό για την ποντιακή μουσική, γιατί υπήρξε από το 1917 ενθουσιώδης διδάσκαλος της μουσικής και των χορών των Ποντίων, πάρα τις αντίξοες περιστάσεις και τις επικριτικές αντιδράσεις διαφόρων. Προήγαγε την οργάνωση μουσικών και θεατρικών παραστάσεων κατά το πλείστον για τους πρόσφυγες Ποντίους. Παράλληλα, διοργάνωσε δεκάδες θεατρικές παραστάσεις, συναυλίες και εμφανίσεις ποντιακών χορών.
