Первым профессиональным клубом Димитрова был «Нафтекс». В нём он провёл 11 лет. Станимир стал рекордсменом «Нафтекса» по играм за клуб. Позже агент предложил поиграть за границей. Димитров перешёл в костанайский «Тобол». За эти 4 сезона Димитров стал одним из самых популярных игроков клуба. Из-за травмы спины Станимир решил завершить карьеру футболиста. Свой последний матч за «Тобол» сыграл в Лиге Европы против «Галатасарая». В перерыве матча Димитров попрощался с костанайскими болельщиками.
После ухода из «Тобола» Станимир каждый сезон навещает команду. Рекомендует некоторых болгарских футболистов.
В 1998 году в составе сборной Болгарии сыграл одну игру.
Обладатель Кубка Казахстана (1):