Λίγο μετά την παρουσίαση του νέου προπονητή του Παναθηναϊκού, Φατίχ Τερίμ, η «πράσινη» ΠΑΕ ανακοίνωσε την συμφωνία της με το Δημήτρη Λημνιό. Ο 25χρονος Έλληνας διεθνής εξτρέμ αναμένεται να ενταχθεί στο «τριφύλλι» την 1η Ιανουαρίου 2024 και το συμβόλαιό του θα έχει διάρκεια 3,5 ετών.
Αυτή θα είναι η τρίτη φανέλα ελληνική ομάδας με την οποία αναμένεται να αγωνιστεί, καθώς στο παρελθόν είχε γράψει συμμετοχές στο Ελληνικό πρωτάθλημα με τον Ατρόμητο και τον ΠΑΟΚ.
«Έρχεται στον Παναθηναϊκό για να ενισχύσει ενεργά το ελληνικό στοιχείο της ομάδας αλλά και για να δυναμώσει ποιοτικά το ρόστερ του Τριφυλλιού. Ο Λημνιός, όντας ένα απ’ τα μεγαλύτερα ταλέντα που έχει βγάλει το ελληνικό ποδόσφαιρο την τελευταία δεκαετία, πέρασε με επιτυχία απ’ όλες τις βαθμίδες των εθνικών ομάδων, φτάνοντας μέχρι και την εθνική ανδρών, με την οποία έχει καταγράψει 25 συμμετοχές και τρία γκολ.», αναφέρει η ανακοίνωση της ομάδας.
Στις 9 Ιουνίου 2022, στο τελευταίο λεπτό της αναμέτρησης για το Nations League μεταξύ της Εθνικής Ελλάδας και της Κύπρου (όπου μάλιστα είχε σκοράρει), τραυματίστηκε σοβαρά στο γόνατο.
Δούλεψε σκληρά, αποθεραπεύτηκε πλήρως και επανήλθε ξανά σε αγωνιστική δράση τον Φεβρουάριο του 2023. Αρχικά πήρε αγώνες με τη δεύτερη ομάδα της Κολωνίας, ενώ αγωνίστηκε δύο φορές μέχρι το τέλος της σεζόν και στην Bundesliga με την πρώτη ομάδα. Παράλληλα, επανεμφανίστηκε και στην Εθνική Ελλάδας καθώς φόρεσε το εθνόσημο τον Μάρτιο του 2023 σε φιλική αναμέτρηση με τη Λιθουανία.
