Vermeulen geniet een internationale reputatie, vooral door zijn spraakmakende interpretaties van het repertoire uit de achttiende eeuw en de vroege romantiek.Na het beëindigen van zijn studies viool en muziektheorie aan het Koninklijk Conservatorium Brussel en aan de Muziekkapel Koningin Elisabeth, volgde een briljante carrière als violist. Het verzoek van Frans Brüggen om hem bij een aantal producties van het Orkest van de Achttiende Eeuw te vervangen, vormde het begin van een internationale loopbaan als dirigent. In 1991 richtte hij het kamerorkest Prima La Musica op, dat al snel door de pers en het publiek tot één van de beste Belgische ensembles gerekend werd.Dirk Vermeulen was te gast in concertzalen zoals het Concertgebouw Amsterdam, De Doelen Rotterdam, het Wiener Musikverein, de Berliner Philharmonie, het Paleis voor Schone Kunsten in Brussel en Harpa in Reykjavik. Naast de belangrijkste Belgische orkesten dirigeerde hij orkesten en koren in heel Europa, Israël en Rusland. Hij werkte samen met bekende solisten zoals Maria João Pires, José van Dam, Barbara Hendricks, Barbara Hannigan, Sabine Meyer, Isabelle Faust en Jeanine Jansen, maar ook met befaamde jazzmusici als Toots Thielemans, Wayne Shorter en Diane Reeves. Dirk Vermeulen is ook in de operawereld actief en verdiept zich vooral in de opera's van W.A. Mozart. Tijdens het seizoen 2018-2019 is hij voor de tweede keer te gast bij het Iceland Symphony Orchestra en het St. Petersburg State Symphony Orchestra en dirigeert hij de finale van het Nationaal Cello Concours in het kader van de Cello Biënnale Amsterdam. Zijn discografie omvat meer dan 30 cd's op de labels EMI, Vanguard Classics, Discover, Eufoda, RGP, Et'cetera en Brilliant Classics. Zijn recentste cd, bij het label Phaedra, met orkestliederen van L. Mortelmans en A. De Boeck, werd door de internationale muziekpers met veel lof onthaald. Van 2000 tot 2018 was Dirk Vermeulen docent kamermuziek aan het Koninklijk Conservatorium Brussel.
