Im DDR-weiten Fußballspielbetrieb tauchte Dieter Neubauer nur in zwei Spielzeiten auf. Als 20-Jähriger erschien er erstmals in der Saison 1961/62 im Kader des zweitklassigen DDR-Ligisten Dynamo Dresden. In der I. DDR-Liga bestritt er zehn der 39 Punktspiele, mit denen die DDR-Liga vom Kalenderjahr-Rhythmus wieder zum Sommer-Frühjahr-System zurückkehrte.
Dynamo Dresden beendete die Saison als Aufsteiger in die DDR-Oberliga. In den Planungen für die Oberligaspielzeit 1962/63 spielte Neubauer bei Trainer Helmut Petzold keine Rolle. Erst fünf Spieltage vor Saisonende wurde Neubauer als Vertreter des verletzten Abwehrspielers Peter Wühn in der Begegnung Motor Zwickau – Dynamo Dresden (2:1) eingesetzt. Es blieb Neubauers einziges Oberligaspiel und zugleich sein letzter Einsatz im höherklassigen Fußball.
