Венец Димитров е роден на 24 юни 1937 г. в София. Майка му Анета е чехкиня е една от основотелите на българския драматичен театър. Баща му Васил Димитров също е актьор.

През 1968 г. Венец завършва "Филмово и телевизионно операторство" в Академията за изящни изкуства в Прага. По-късно изучава семестриално и режисура. Той е професор, преподавал е "Филмово и телевизионно операторство и фотография" в НАТФИЗ "Кръстьо Сарафов".

Заснел е знакови български филми като "Преброяване на дивите зайци", "Сватбите на Йоаен Асен", "Циклопът", "Борис първи", сериалите "Пътят към София" и "Селцето" и др. Носител на много наши и чуждестранни награди за операторско майсторство.

Синът му Мартин също е оператор, преподава документално кино в НАТФИЗ. 

През 1968 г операторът снима филми в окупирана от войските на Варшавския договор Прага, пращат ги в Лондон

Венец Димитров получава диплома за филмов и телевизионен оператор от Академията за изящни изкуства в Прага през пролетта на 1968 г.

По същото време социализмът в Чехословакия получава силна сърдечна недостатъчност, властта иска да му придаде човешко лице, Прага ври и кипи, Вацлав Хавел и приятели пишат прословутия си манифест от 2000 думи.

Младият оператор постъпва в известната филмова студия "Барандов" като втори оператор. Така истинският професионален път на Венци или Домби, както го наричат приятелите, започва с Пражката пролет.

През юли 1968 г. Димитров е включен е в чешката снимачна група за филма "Езоп" - копродукция на България и Чехословакия. Филмът е по сценарий на Анжел Вагенщайн, режисьор е Рангел Вълчанов, а оператор - чехът Андрей Барла. В ролята на Езоп е Георги Калоянчев.

Снимките започват през август край нос Калиакра. На 21 август войските на Варшавския договор нахлуват в Чехословакия уж да защитят социализма от "империалистическо посегателство". Снимките са прекратени за около седмица, после продължават. На 12 септември целият чешки екип, включително и Венец Димитров се завръща в Прага.

Филмът е пред провал. Чак през втората половина на октомври, когато войските на Варшавския договор вече са напуснали страната, довършват в Чехословакия снимките на т.н. "декорни епизоди".

Горе-долу по това време в Държавна сигурност в София се получава писмо с гриф "Строго секретно". В него пише: "Венец Димитров заедно с оператори чехи е заснемал документални филми за войските от Варшавския договор, които впоследствие били укрити. В тях било отразено отрицателното отношение на чехите към нашите войски. Той (Венец Димитров - б.а.) се е възмущавал от действията на българските войници. Въпреки че е член на БКП, той се отнася доста иронично към някои мероприятия на Партията. Работи се за по-пълното изясняване на дейността му, с оглед вземане на отношение."

След години Венец Димитров ще види в архива на ДС един документ: "МВР-Управление VI-ДС, вх.щ 9152 от 22 ноември 1973 г. Относно: "Някои прояви сред художествената интелигенция през 1973 г." Тази информация е повод ДС да пусне свои хора след него за "изясняване на дейността му с оглед вземане на решение."

Младият оператор, естествено, няма и представа за това писмо. Но през септември 1968 г., след завърщането от в Прага от снимките на "Езоп", Венец е поканен от свои чехословашки приятели и колеги в група, която снима актуални събития в Прага. Освен, че му вярват и знаят за неговото отношение към събитията, те го канят и заради българския му паспорт. Виждат в него гаранция пред съветските военни патрули в града. И наистина паспортът спасява групата в два случая, когато военните я спират за проверка.

Групата работи активно десетина дни. Всичко заснето на 16-милиметрова лента с помощта на служител в чуждо посолство е изнесено в Англия. Така светът се сдобива с визуални доказателства за окупацията на Чехословакия.

Майката на Венец е чехкиня, родена е в Прага. При следването му в Чехословакия той се сближава с много чешки интелектуалци като Ярослав Гилар - театрален режисьор, с когото снима първия си игрален филм за телевизия Кошице "Последното нещо". Такива са и сценографката Естер Крумбахова, актьорът Мирослав Махачек, певецът бард Карел Крил и др. Крил е преследван от властите заради песните - който е преследван от властите заради песните си срещу руските войски, няколко дни се крие в общежитието при Венци Димитров. Всички тези хора твърдо застават зад манифеста "2000 думи"- интелектуалния протест срещу окупацията.

Освен "Последното нещо", Венец Димитров снима и документален филм за белгийска телевизия. Режисьор е Раймонд Зоне, а водещ - Милош Форман - бъдещият световно известен режисьор, заснел "Полет на кукувичето гнездо", "Коса", "Амадеус", "Рагтайм", "Народът срещу Лари Флинт" и др.

В края на 1971 год. Димитров се завръща в България и постъпва в СИФ "Бояна". По това време желязната хватка на властта срещу интелектуалците вече е охлабена. На работа са върнати дори някои от уволнените през 1968 г. заради "лоша биография" или "неправилно поведение".

На пръв поглед срещу Венец Димитров няма "вземане не отношение", както пише в онова писмо на ДС, но българският му дебюют все се отлага. Официално обяснение за това няма, обаче неофициално се говори, че "...няма по опасно от това, да се работи с човек, който идва от Чехословакия".

Пръв да покани Венци на работа се осмелява режисьорът Вили Цанков за филма си "Игрек 17". През 1997 г. в едно телевизионно предаване Вили Цанков ще каже за Венец Димитров: "В него имаше една жилка, донякъде плашеща. Току-що се беше върнал от Прага и беше надъхан с всичките тези идеи, които вълнуваха чехите. Не отчиташе момента, че вече е в България, и си говореше по политически въпроси просто така, най-безцеремонно. В някои моменти ме дострашаваше и му казвах да внимава. Времената бяха сурови."

"Игрек 17" е посрешнат добре от критиката и публиката. Главните му герои са контраразузнавачи, значи служители на Второ главно управление на ДС. Но тогава бяха славни "бойци на тихия фронт". Вили Цанков беше направил опит за психологически разрез на контраразузнаването и филмът се получи благодарение и на деликатната камера на Венец Димитров - тя улови най-верните състояния на героите.

След "Очакване" с Борислав Шаралиев, Венец засне един от най-знаковите филми на киното ни - "Преброяване на дивите зайци" по сценарий на Георги Мишев и с режисьор Едуард Захариев. В този филм също няма кой-знае какво действие, но е впечатляащ с точните портрети, които камерата на Венец прави на всеки един от героите.

Филмът участва на 27-ия международен фестивал в Локарно, Швейцария. Там големият полски режисьор Кшищоф Зануси казва на Георги Мишев и Едуард Захариев: "Вашият филм е една голяма метафора, побрала някаква истина и превърнала се в модел на нещо. В изкуството само метафората оцелява и живее в бъдещето. Затова филмът ви ще се гледа винаги..."

Следващият филм "Сватбите на Йоан Асен" поставя Венец Димитров на много голямо изпитание. По време на снимките умира Апостол Карамитев, който играе главната рола на Йоан Асен, и го замества Коста Цонев, който е в ролята на брат му Александър.

Снимането става много сложно, особено при тогавашното състояние на филмовата техника. Най-трудното е да се заснеме диалог между Йоан и Александър, тоест Коста Цонев да говори сам със себе си. Венец Димитров перфектно се е справя перфектно, той е човекът, който реално спасява филма.

Много труден за снимане се оказва и "Циклопът" на режисьора Христо Христов, действието в който се развива в тясното пространство на една подводница. За този филм скъпият иначе на похвали критик Григор Чернев пише в брой 12/1976 на сп. "Киноизкуство": "Да изрази конкретното, но и общото, реалното, но и предполагаемото - такава задача е имал и отличният оператор Венец Димитров. Затова в изображението виждаме и документална точност (снимките са правени в истинска подводница), и стилизирана условност (виденията на апокалипсиса, на потъналата Атлантида)".

А пластичните решения на Венец в тв сериала "Пътят към София" критикът Александър Грозев сравнява с платната на Ярослав Вешин и Верешчагин: "Венец Димитров е тръгнал от художествените традиции на руската батална живопис и нашите национални традиции. Неговите композиции са тонално уравновесени, без остри деформации и с една нарочно търсена фронталност и наивитет в настроението. Те въздействат монументално и будят културни асоциации, отпращайки възприятието на зрителите към творчеството на Верешчагин и Вешин. Това особено се отнася до такива блестящи в пластично отношение епизоди като замния преход през Балкана и замръзналите воини..."

Вече доказан майстор, Венец става един от най-търсените оператори. И се зареждат филмите: "Този хубав живот", "Присъствие", "Ударът", "Борис Първи", "Инспектор бъз оръжие", "Ла донна е мобилле", тв сериалите "Пътят към София", "Селцето", "Мъже без мустаци"... 23 игрални и десетки документални филма.

За "Борис Първи" Венец Димитров получава "Златна роза" за най-добра операторска работа. Има 5 отличия за най-добър оператор - 2 от СБФД и 3 на варненския кинофестивал. Заснети от него филми получават награди в Локарно, Авелино, Битоля, където е провъзгласен за Почетен доайен), на фестивала "Умбрия фикшън" в Италия и др. На фестивала за операторско изкуство "Златното око" през 2002 г. получава награда за цялостно творчество.

От 1974 г. Венец Димитров преподава филмово и телевизионно операторство във ВИТИЗ (дн. НАТФИЗ) "Кръстьо Сарафов". Бил е декан на кинофакултета и зам.-ректор на института. Авторът е на книгата "Проблеми на операторското творчество", която вече има 5 издания. От 1992 г.е професор.

Президентът Росен Плевнелиев го награждава със златен орден "Св. св. Кирил и Методий" първа степен по случай неговата 75-годишнина.