1991 ging er auf einem Penske PC-17 für das Arciero Racing in der CART-Serie an den Start, wo im Qualifikationstraining zum 500-Meilen-Rennen von Indianapolis die Karriere abrupt unterbrochen wurde. Beim Ausgang von Turn 4 prallte der Penske in die Begrenzungsmauer. Beim zweiten Einschlag des sich drehenden Wagens wurde die Vorderseite so stark beschädigt, dass die Beine des Fahrers ungeschützt aus dem Fahrzeug ragten. Dinsmore erlitt schwere Verletzungen im Nacken und mehrere Beinbrüche[6]. Nach einem Jahr wieder genesen behinderten ihn die Nackenverletzungen in den folgenden Jahren. Jahrelang konnte er wegen der extremen Fliehkräfte, die vor allem bei Ovalrennen entstehen, kaum im Monoposto starten.
1996 kehrte er über die Indy Racing League in den Monopostosport zurück. Dismore fuhr bis 2002 in der Serie. Seine erfolgreichste Saison hatte er 1999, als er den Meisterschaftslauf auf dem Texas Motor Speedway gewann und die Meisterschaft hinter Greg Ray und Kenny Bräck als Gesamtdritter beendete[8]. Neunmal war er beim 500-Meilen-Rennen von Indianapolis gemeldet. Seinen besten Startplatz hatte er 1999 mit dem Fünften (im Rennen erreichte er den 16. Rang). 2000 ging er als Elfter ins Rennen und kam auf dieser Position auch ins Ziel. Es war sein bestes Ergebnis in Indianapolis, wo in diesem Jahr Juan Pablo Montoya für Chip Ganassi Racing gewann.
Unternehmer
Nach dem Ende der aktiven Karriere mit dem Ablauf der Saison 2002 kehrte Mark Dismore zu seinen Kartingwurzeln zurück. Er gründete eine Kartschule in New Castle und ein Vertriebsunternehmen in seiner Heimatstadt Greenfield. Auf der Kartbahn wurden regelmäßig internationale Rennen veranstaltet, unter anderen der Dan Wheldon Cup, ein 200-Meilen-Kartrennen in Anerkennung an den 2011 tödlich verunglückten Dan Wheldon, an dem aktive IndyCar-Piloten teilnahmen. Bei seinen Kartveranstaltungen war auch Dismore wieder als Fahrer am Start.