В детстве Дилип немало путешествовал с семьей - от Янбу (Саудовская Аравия) до Денвера в Колорадо и Клермонта в Калифорнии. Окончил Клермонтскую среднюю школу, затем поступил в Калифорнийский университет, который закончил в звании бакалавра гуманитарных наук, продолжил обучение в Американской театральной консерватории в Сан-Франциско, где ему было присвоено звание магистра изящных искусств - аналог кандидата наук.
После школы долгое время работал в местном театре в Лос-Анджелесе. Это были трудные годы, годы борьбы с предрассудками против его этнической принадлежности и рода деятельности, и сам Рао позже признавался, что "довольно просто стараться быть актером, трудно быть хорошим актером и почти невозможно быть великим актером".
Хоть он и предпочитает сцену театра игре в кино, где, как ему кажется, технологии и спецэффекты все больше и больше затмевают реальное искусство игры, тем не менее, охотно принимает участие в различных фильмах. И если первая его по-настоящему крупная работа - "Затащи меня в Ад" - известна сравнительно немногим, то блокбастеры "Аватар" и "Начало" явно смотрели многие, поэтому теперь у Дилипа Рао есть все шансы стать одной из наиболее заметных фигур в американском кинематографе, и радовать зрителя еще на протяжении многих, многих фильмов.