Năm 16 tuổi, ông tham gia Hội Ái hữu thợ ảnh do Phan Trọng Tuệ làm hội trưởng.
Trước Cách mạng tháng Tám năm 1945, Đinh Đăng Định làm thợ ảnh ở hiệu ảnh Bel Photo tại số 4 Tràng Thi, Hà Nội và tham gia hoạt động cách mạng. Ông tham gia phong trào chống Nhật nhổ lúa trồng đay ở Bắc Ninh cũng như tham gia vẽ phục vụ tuyên truyền cho báo Cứu Quốc. Từ năm 1938, ông được giao nhiệm vụ chụp ảnh cuộc mít tinh đòi quyền dân sinh, dân chủ , của các tầng lớp nhân dân tại nhà Đấu xảo Hà Nội (hiện nay là Cung Văn hóa Hữu nghị Hà Nội) trong phong trào cách mạng ở Việt Nam và hoạt động nghệ thuật trong Ban Trinh sát Thành bộ Việt Minh Thành Hoàng Diệu từ năm 1944 đến năm 1946.
Sau Cách mạng tháng Tám, ông tham gia chụp ảnh ủng hộ cho các phong trào Tuần lễ Vàng, Hũ gạo chống đói, Bình dân học vụ do Chính phủ lâm thời nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa phát động. Sau ngày 2 tháng 9 năm 1945, ông là một trong sáu người được ông Trần Kim Xuyến, Giám đốc Nha Thông tin - Tuyên truyền, giao nhiệm vụ chụp ảnh chân dung Chủ tịch Hồ Chí Minh tại Bắc Bộ phủ cũng như tham gia chụp ảnh khi Hồ Chí Minh trở về nước sau Hội nghị Fontainebleau năm 1946.
Năm 1946, sau thời gian bám trụ lại Hà Nội để chiến đấu trong khoảng 100 ngày đêm, ông đã cùng với đoàn quân kháng chiến lui về chiến khu 10 để tiếp tục hoạt động và sau đó tham gia công tác tại Ty Văn hóa Thông tin Phú Thọ. Trong những năm đầu sau ngày Toàn quốc kháng chiến, ông đi khắp địa bàn các tỉnh Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Cao Bằng, Yên Bái để chụp ảnh đời sống lao động và chiến đấu của nhân dân và quân đội. Tháng 8 năm 1948, ông được kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam.
Tại Đại hội Đảng bộ Khu 10, ông đã cho phóng hơn 100 bức ảnh để trưng bày triển lãm phục vụ đại hội. Chánh văn phòng Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam lúc bấy giờ, ông Lê Văn Lương, trên đường đi công tác cũng đã ghé vào để xem triển lãm và đánh giá cao các tác phẩm của Đinh Đăng Định về mặt nội dung cũng như hình thức thể hiện nghệ thuật. Sau cuộc triển lãm, Đinh Đăng Định đã được ông Lê Văn Lương đưa về làm việc ở Văn phòng Trung ương ở chân đèo Re thuộc xã Điềm Mặc, Định Hóa, Thái Nguyên và đến năm 1949 đảm nhận trọng trách chụp ảnh Chủ tịch Hồ Chí Minh.
Trong điều kiện hết sức khó khăn lúc bấy giờ, để rửa ảnh, ông phải làm buồng tối ngay bên bờ suối lấy nước suối tráng ảnh, tự dùng gỗ để chế tạo máy phóng và hòm in. Ông đã có khoảng thời gian 20 năm sống và làm việc bên cạnh Hồ Chí Minh. Những bức ảnh ông chụp Chủ tịch Hồ Chí Minh là tài sản vô giá hiện được lưu giữ tại Bảo tàng Hồ Chí Minh.
Tại Đại hội Nhiếp ảnh lần thứ I vào năm 1965, ông được bầu làm Tổng Thư ký và đã giữ cương vị này trong suốt 17 năm. Đinh Đăng Định có tổng cộng 11 cuộc triển lãm ảnh cá nhân. Năm 1990, nhân dịp kỷ niệm 100 năm ngày sinh của Chủ tịch Hồ Chí Minh, 79 tác phẩm nhiếp ảnh về Hồ Chí Minh của Đinh Đăng Định đã được Hội Nhiếp ảnh Nghệ thuật Hà Nội chọn để trưng bày trong buổi triển lãm ảnh Chủ tịch Hồ Chí Minh - hình ảnh của dân tộc tại Thủ đô Hà Nội.
Trong cuộc đời hoạt động và sáng tác nghệ thuật, Đinh Đăng Định đã được Đảng Cộng sản Việt Nam và Nhà nước Việt Nam tặng thưởng nhiều Huân Huy chương cao quý. Đặc biệt, với hai bức ảnh xuất sắc trong bộ tư liệu ảnh giá trị về Chủ tịch Hồ Chí Minh "Bác vẫn cùng chúng cháu hành quân", "Bác Hồ nói chuyện ở Đền Hùng" (1954), ông đã được Nhà nước Việt Nam trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về văn học, nghệ thuật - lĩnh vực nhiếp ảnh năm 2000.
