Радко Русков Димитриев е роден на 24 септември 1959 г. в село Градец, Сливенско. Завършва Априловската гимназия в Габрово. Участва в националноосвободителното движение Котел, а по време на Руско-турската война 1877-1878 г. е зачислен като преводач към руската армия. Радко Димитриев завършва първия випуск на военното училище в София (1879 г.) и Николаевската генералщабна академия в Снкт-Петербург (1884 г.). На 18 октомври 1884 г. е произведен в чин капитан. Участва в подготовката на Съединението. След историческият акт е начлник щаб на Южнобългарските войски и в Сръбско-българската война командва авангарда на лявата колона при превземането на Пирот.
След победоносната война е един от главните организатори на преврата на офицерите русофили от 9 юни 1886 г. детронирал княз Александър І Български. След неуспеха на превратаджиите да се задържат на власт, емигрира последователно в Румъния и Русия. След обявяване на амнистията за офицерите участници в преврата се завръща в България и е произведен в чин полковник. На тази длъжност заема различни постове в българската армия. На 1 май 1905 г. е повишен в звание генерал-майор и две години по-късно е началник на ІІІ военноинспекционна област.
През Балканската война поема командването на ІІІ българска армия, формирана на 17 септември 1912 г. в Русе в състав: 4-а преславска, 5-а дунавска, 9-плевенска пехотни дивизии, 3-а конна бригада, 3-о с гаубично отделение, Опълчение и допълващи части. Общата численост на армията през 1912 г. достига 111 363 души, 26 030 коня, 3737 вола, 6675 каруци, 7 леки коли, 75 велосипеда, 72 картечници и 318 оръдия. Командваната от генерал Димитриев армия осъществява оперативнотактическата изненада за турците на Тракийския военнен театър в боевете при Лозенград, Люлебургаз и Бунархисар. При атаката на Чаталджанската укрепена отбранителна линия генералът поема командването на обединените І и ІІІ армии. По време на Междусъюзническата война е назначен за помощник-главнокомандващ, а малко по-късно е изпратен като пълномощен министър в Санкт-Петербург. На този пост го заварва и началото на Първата световна война, в която командва руски военни съединения. На 18 октомври 1918 г. заедно с около 100 генерали и офицери е разстрелян от болшевиките. Тленните му останки са пренесени и погребани в църквата на град Пятигорск.
Генерал-лейтенат Радко Димитриев е награден с български военнен орден „За храброст” ІІ и ІV ст. 2 кл.; орден „Св. Александър” І ст. с мечове по средата и със същия орден ІІІ ст. без мечове; народния орден „За военна заслуга” ІІ степен.