Dilek İmamoğlu, 18 Kasım 1974 Trabzon doğumlu İstanbul Büyükşehir Belediye Başkanı Ekrem İmamoğlu’nun eşidir. 1995 yılından beri evli olan çiftin Semih, Mehmet Selim ve Beren adlarında 3 çocukları bulunmaktadır. Birbiriyle bir aile ortamında tanıştıklarını söyleyen Dilek İmamoğlu ve Ekrem İmamoğlu 18 Kasım 1995’te dünya evine girmişlerdir.
Dilek İmamoğlu, ilköğrenimini Trabzon’da tamamlamıştır. İstanbul Üniversitesi Turizm Bölümünden mezun olan Dilek İmamoğlu daha sonra Kamu Maliyesi bölümünü bitirmiştir. Kamu Yönetimi alanında yüksek lisans yapmıştır. Şu anda aynı zamanda bir doktora öğrencisidir.