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Dieter Wiedemann est un cycliste allemand d'abord actif en RDA, puis en République fédérale. Sa première victoire dans la classe de performance de la RDA a été remportée en 1959 lors de la course sur route à Frankenberg. Wiedemann, serrurier de profession, il devient à 19 ans en 1960 champion de RDA en contre-la-montre par équipe avec le SC Wismut Karl-Marx-Stadt. Il termine également troisième au Tour de RDA en 1961 et septième du Tour d'Egypte, sa première course à l’étranger. Lors des championnats de RDA en 1961, il monte de nouveau sur le podium avec le SC Wismut et s’octroie une médaille d’argent. Dans le Tour de RDA en 1961, il a remporte le contre-la-montre en montagne.
En 1962, Dieter Wiedemann participe pour la première fois à la course par étapes des trois pays, la Course internationale de la Paix. Comme l'un des plus jeunes de l'équipe de la RDA, il termine cette compétition à la 17e comme troisième meilleur de son équipe. Il est le deuxième meilleur lors du Tour de RDA de 1962. Pour le Tour de la Paix de 1963, Wiedemann, qui après la dissolution du SC Wismut courait maintenant pour le SC Karl-Marx-Stadt, ne peut pas se qualifier, mais il est présent au Tour d’Autriche où il se classe dixième. En 1964, il s’aligne pour la deuxième fois sur la Course de la Paix. Après avoir dû se contenter au départ de places moyennes, il progresse après la huitième étape à la troisième place du classement général. Il reste troisième et jusqu'à la fin du tour.
En 1964, Wiedemann s'enfuit de RDA en utilisant la course de qualification olympique à Gießen pour rester en République fédérale. Il s'installe à Schweinfurt, devient cycliste professionnel et signe un contrat avec l'équipe cycliste allemande Torpedo.
Lors de sa première année professionnelle en 1965, il participe au Championnat du monde de cyclisme sur route, mais ne peut faire mieux que 50e sur 56 coureurs classés. Lors du Tour de Suisse, il a termine dixième du classement final, meilleur des cinq coureurs allemands, après une troisième place lors de la septième étape.
Après une année sans résultats significatifs, Dieter Wiedemann a termine 52e du Tour de France 1967. Lors des Championnats du monde de cyclisme sur route, il abandonne prématurément. La même année, il fait ses débuts en tant que coureur de six jours, mais ne peut être que dernier à Francfort-sur-le-Main.
En 1968, il court pour les équipes cyclistes Frimatic (France) et Batavus-Continental (Pays-Bas), mais n'obtient plus de résultats significatifs.
Vie privée
Wiedemann est le cousin de Wolfgang Lötzsch, qui était considéré comme l'un des plus grands talents du cyclisme en RDA.
Le , le conseil municipal de Flöha a décidé que Wiedemann serait inscrit au livre d'honneur de la ville. Cette inscription a eu lieu lors de la réunion du conseil municipal en dans la cantine du lycée Flöha-Plaue.
En , Wiedemann a participé à l'émission de la ZDF Bares für Rares en tant que fournisseur d'un cerf-volant Roloplan de 1915.
