Dietrich von Engelhardt forschte u.a. zur Geschichte der Beziehungen zwischen Naturwissenschaften und Philosophie, zum Gesundheits- und Krankheitsbegriff der Neuzeit, zur romantischen Naturphilosophie, zur Medizin in der Literatur und zur Ethik in der Medizin. Er war an der Leopoldina-Ausgabe von Goethes Schriften zur Naturwissenschaft beteiligt, die 2011 nach 70 Jahren abgeschlossen wurde.

Engelhardt studierte Philosophie, Geschichte und Slawistik in Tübingen, München und Heidelberg, wurde 1969 promoviert und habilitierte sich 1976. Von 1983 bis 2007 war er Professor für Geschichte der Medizin und Allgemeine Wissenschaftsgeschichte an der Universität Lübeck. 1995 wählte ihn die Leopoldina zum Mitglied in der Sektion Wissenschafts- und Medizingeschichte.