Ο Δ. Τσάτσος γεννήθηκε στην Αθήνα το 1933 και ήταν αδελφός του ακαδημαϊκού Κωνσταντίνου Τσάτσου. Σπούδασε νομικά στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας και σε ηλικία μόλις 27 ετών ανακηρύχθηκε διδάκτορας της Νομικής στο Πανεπιστήμιο Αθηνών.

Από το 1964 έως το 1965 εργάζεται ως επιστημονικός συνεργάτης στο Ινστιτούτο Max-Planck και το 1967 εργάζεται ως Επιμελητής στη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου Μainz. Το 1968 ανακηρύσσεται Υφηγητής του Συνταγματικού Δικαίου του Πανεπιστημίου Αθηνών αλλά η δικτατορία δεν του επιτρέπει τη διδασκαλία. Την ίδια χρονιά γίνεται υφηγητής του Συνταγματικού, Διοικητικού και Συγκριτικού Δικαίου στη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου της Βόννης, όπου διδάσκει από το 1969 έως το 1974. Το 1969 εκλέγεται στην έδρα του Δημοσίου Δικαίου της Νομικής Σχολής του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η δικτατορία αρνείται να τον διορίσει.

Στην πολιτική αναμίχθηκε για πρώτη φορά κατά την περίοδο της δικτατορίας, ως μέλος της αντιδικτατορικής οργάνωσης ΕΜΕΠ. Συνελήφθη το 1973 λόγω συμμετοχής του στην κατάληψη της Νομικής Σχολής και φυλακίστηκε επί τέσσερις μήνες στις στρατιωτικές φυλακές ΕΑΤ/ΕΣΑ.