Henri de Dion est l'inventeur des fermes métalliques sans entrait dans les constructions.
Il fait ses études en Suisse, puis à l'école centrale des Arts et Manufactures de 1848 à 1851.
Il devient le collaborateur d'Eugène Flachat pour la construction du pont de Langon et la restauration de la cathédrale de Bayeux en 1854 avec son frère Adolphe, ce qui lui vaut d'être fait chevalier de la Légion d'honneur.
Il construit ensuite plusieurs ponts de fer en Espagne et une gare à Madrid (las Delicias) et une sucrerie à la Guadeloupe (1862).
Spécialisé dans la résistance des matériaux, il dirige le conservatoire des Arts et Métiers et occupe la chaire de Stabilité des constructions à l'école centrale d'architecture. Il eut pour élève Gustave Eiffel.
Il rentre en France en 1870, lors de la déclaration de guerre, pour participer à la défense du pays, et se fait enfermer au siège de Paris. Il construit les redoutes de Champigny sous le feu ennemi, ce qui vaut le titre d'officier de la légion d'honneur.
Nommé président de la société des ingénieurs civils en 1877, il est responsable des constructions métalliques à l'Exposition universelle de Paris de 1878, mais meurt avant d'avoir terminé. Une partie des bâtiments de la galerie des machines seront reconstruits à Meudon, pour servir de hangar à dirigeables en 1880, puis de musée de l'aviation (il est actuellement trop dégradé pour servir à quoi que ce soit).
Une autre partie est transférée à Belfort, pour servir d'atelier à la société Dollfus-Mieg.
Une autre partie sert actuellement de cinéma le long du bassin de la Villette.
Son nom figure sur la tour Eiffel.