Dieter Mollenhauer war einer der Leistungsträger der Union-Vorgängervereine Motor Oberschöneweide, SC Motor Berlin und TSC Oberschöneweide in den 1950er-Jahren.

Als Juniorenspieler verstärkte er 1954 die Motor-Ob.-Mannschaft, in den folgenden Jahren entwickelte sich der treffsichere Stürmer zu einer der wesentlichsten Stützen der Fußballer an der Alten Försterei. Dieter wechselte Anfang 1961 zu den Betriebsfußballern von Motor Köpenick, in den 1960er- und 1970er-Jahren trainierte er Nachwuchsmannschaften des 1. FC Union Berlin.

Dieter starb am 05.09.2020 im Alter von 84 Jahren.