Jako dziecko była modelką, a jako nastolatka została odkryta dla świata filmu. Karierę rozpoczęła we wczesnych latach 40. Swój pierwszy kontrakt podpisała z wytwórnią RKO, która powierzyła jej niewielkie role w obrazach "Gildersleeve on Broadway" i "The Falcon and the Co-eds". W 1945 roku podpisała kolejny kontrakt, tym razem z Warner Bros. Dla tej wytwórni grała głównie w westernach. W późnych latach 40. porzuciła Warnerów dla Columbii, ale tam też długo nie zagrzała miejsca. We wczesnych latach 50. pojawiła się w niskobudżetowych obrazach: "The Bushwhackers" czy "Prywatnym piekle". W 1956 roku otrzymała swego jedynego Oscara dla najlepszej aktorki drugoplanowej za rolę w "Pisane na wietrze". Nagrodę tę zadedykowała swemu bratu, który umarł tragicznie rażony piorunem. Pojawiała się regularnie w filmach do czasu poślubienia francuskiego prawnika i aktora. Potem zaczęła występować w telewizji. Pracowała głównie na planie serialu "Peyton Place". Cierpiała wówczas na ciężką chorobę. Po całkowitym wyzdrowieniu powróciła na plan. Pod jej nieobecność zastępowała ją Lola Albright. Dorothy znana była z tego, że często kłóciła się z reżyserami. Po raz ostatni pojawiła się na ekranie w kontrowersyjnym filmie "Nagi instynkt" obok Sharon Stone. Aktorka zmarła 19 stycznia 2018 roku.