Onur Dikmen, 2 Temmuz 1981 tarihinde İstanbul'da doğdu. Oyunculuk kariyerine çocuk yaşlarda 'Mahallenin Muhtarları' adlı televizyon dizisinde başlayan Dikmen, İstanbul Üniversitesi Devlet Konservatuarı Tiyatro Bölümü mezunu oldu. İlk önemli rolünü 'Gönderilmemiş Mektuplar' adlı televizyon dizisinde oynadı ve bu rolüyle 2006 Altın Kelebek Ödülleri'nde En İyi Komedi Aktyörü Ödülü'nü kazandı.
Dikmen'in sinemada ilk işlemi, 2004 yılında 'Beş Vakit' adlı filmde bir köy bekçisinin oğlu karakterini canlandırarak gerçekleştirdi. Daha sonra 'Kurtlar Vadisi' ve 'Çemberimde Gül Oya' gibi başarılı televizyon dizilerinde yer aldı. 2012 yılında 'Son' adlı filmdeki rolüyle 49. Antalya Altın Portakal Film Festivali'nde En İyi Erkek Oyuncu ödülünü kazandı.