СЛАВИЛ ДИМИТРОВ е роден в Момчилград. Учи пиано при именитата шуменска педагожка Росица Михайлова в Шумен. През 1995 г. завършва Националната музикална академия „Проф. Панчо Владигеров” със специалност „Хорово дирижиране” при проф. Крум Максимов, а през 1998 г. и специалност „Оперно и оркестрово дирижиране” при проф. д-р Иван Бакалов, проф. Иван Вульпе и проф. Васил Казанджиев. В периода 1986-1989 г. участва в експерименталния клас по композиция към Държавната Консерватория в Одеса при проф. Георгий Успенски, а от 1991 до 1994 г. учи композиция при акад. Александър Райчев. Носител е на Първа и Голяма награди от радиоконкурса „Братя Стоянови” (1985, 1986), Първа награда на World Children Music Festival в Нагоя -Япония (1988), Голяма награда на Всеросийски конкурс в Одеса (1989), Трета награда от Първия конкурс „Проф. Иван Спасов” в Пловдив (1995). През 2005 г. печели три награди от Петия национален конкурс „Пиеса в неравноделни ритми” (втора, наградата на оркестъра и наградата на публиката). Три пъти е номиниран за награда „World Music” от Международната асоциация по фолклор в Онтарио – Канада.
Гост диригент е на симфоничните оркестри в България, Сърбия, Турция, Япония. През годините работи с различни състави: диригент на Академичния хор „Ангел Манолов“, София, създател на хор „Симеонис“, Главен художествен ръководител на Ансамбъл „Шумен“, диригент при Държавна филхармония – Шумен, Държавна опера – Русе, Музикално-драматичен театър „К. Кисимов“ – Велико Търново, Държавна опера и балет – Измир, Турция.
От месец юни 2015 г. Славил Димитров е диригент на Националния филхармоничен хор. От 2018 г. е Председател на Българския хоров съюз. Диригент е на Младежка филхармония „София“ към НМУ „Л. Пипков“.