Dzimis Ipiķu pagastā. Olimpieša Jāņa Dimzas brālis. Latvijas aviācijas pulka kapteinis. Par piedalīšanos Latvijas atbrīvošanas karā 1928.gadā apbalvots ar Latvijas Republikas brīvības cīņu 10 gadu jubilejas piemiņas medaļu.
Voldemārs Dimza tēlojis galveno lomu filmā “Lācplēsis” (1930). Filmā viņš radījis iespaidīgu, cilvēciski vienkāršības apdvestu brīvības cīnītāja tēlu. Panākumus lomā lielā mērā noteikuši Voldemāra Dimzas piemērotie ārējie dotumi. No 1941.- 1942.gadam strādā “Ostland- Film G.m.b.H” Rīgas nozares inspektors. Miris ar tuberkulozi.