Η Δήμητρα Παναγιωτάτου είναι Μέλος Συνεργαζόμενου Εκπαιδευτικού Προσωπικού στο Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο. Έχει εργαστεί ως Διδάσκουσα βάσει ΠΔ 407/80 στο Τμήμα Διεθνών και Ευρωπαϊκών Σπουδών του Πανεπιστημίου Πειραιά και ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Παγκόσμιας Πολιτικής του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου, και στο Κέντρο Πολιτικών Ερευνών του Παντείου Πανεπιστημίου Κοινωνικών και Πολιτικών Επιστημών. Έλαβε το διδακτορικό της το 2020 από τη Σχολή Οργάνωσης και Διοίκησης Επιχειρήσεων του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου. 

Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν την Πολιτική Συνοχής της ΕΕ, το μοντέλο πολυεπίπεδης διακυβέρνησης, και τον Εξευρωπαϊσμο. Η τρέχουσα έρευνά της επικεντρώνεται στις διαπραγματεύσεις και την υλοποίηση του Εθνικού Σχεδίου Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας για την Ελλάδα, στις μεταρρυθμίσεις της Δημόσιας Διοίκησης, και στο ρόλο των εμπειρογνωμόνων στη δημόσια πολιτική και τη διαχείριση κρίσεων. Εκτός του ακαδημαϊκού χώρου, έχει εργαστεί για ΜΚΟ στις Βρυξέλλες, ως ασκούμενη (Blue Book) στη Γενική Διεύθυνση Περιφερειακής και Αστικής Πολιτικής της Ευρωπαϊκής Επιτροπής και ως βοηθός τύπου και επικοινωνίας στο Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο.