Биография
Учился в гимназии в Габрово. Участвовал в Апрельском восстании 1876 года. Во время русско-турецкой войны 1877—1878 зачислен в состав лейб-гвардии Уланского полка русской армии. После обретения Болгарией независимости окончил военное училище в Софии (1879) и в чине капитана Николаевскую военную академию в Петербурге (1884).
Во время сербско-болгарской войны 1885 — помощник начальника штаба Западного корпуса. Один из участников прорусского военного переворота 1886 свергшего с престола князя Александра I Баттенбергского. После контрпереворота уехал в Румынию.
В 1898 вернулся в Болгарию, где был назначен начальником штаба 5-й Дунайской пехотной дивизии. В 1900—1904 начальник оперативного отделения болгарского Генерального штаба, в 1904—1907 начальник Генерального штаба. Командовал болгарской армией во время первой балканской войны. Во время второй Балканской войны занимал пост помощника главнокомандующего действующей армией.
C 1914 года состоял болгарским посланником в Петербурге. С началом Первой мировой войны поступил на службу в русскую армию. Командовал 8-м армейским корпусом, 3-й армией. Под Горлице, его армия, на которую был направлен главный удар немецких войск, понесла тяжелые потери и отступила. После этого Радко-Дмитриев был заменен на посту командующего армией генералом Л. В. Лешем. Командовал 2-м и 7-м сибирскими корпусами. С 20 марта 1916 года — командующий 12-й армией, расположенной в районе Риги.
С 20 июля 1917 в резерве чинов при штабе Петроградского военного округа. С 1 января 1918 в отставке. Уехал на лечение в Кисловодск. Там был захвачен красными и зарублен шашками в Пятигорске 18 октября(ст. стиль) 1918 года вместе с группой заложников в ответ на расстрел 8 октября по приказу И. Л. Сорокина руководства ЧК. Похоронен также в Пятигорске.
Память
В честь генерала назван населенный пункт в Болгарии — Радко-Димитриево
