Dorothea Arnold wurde 1978 in Berlin geboren. Von 1994 bis 1997 studierte sie Schauspiel am Atelier du Parvis Saint Jean in Dijon sowie von 1999 bis 2003 an der Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“ in Berlin. Im Anschluss folgten Engagements am Stadttheater Bielefeld und Stadttheater Oberhausen. Von 2005 bis 2013 war Dorothea Arnold am Staatstheater Stuttgart engagiert. Darüber hinaus führten sie Engagements an das Schauspiel Leipzig, die Sophiensäle Berlin, das Schauspiel Frankfurt, auf Kampnagel Hamburg, das Theater Coburg und an das Theater Heidelberg, wo sie unter anderem mit Regisseuren wie Ulrich Rasche, Volker Lösch und Konstanze Lauterbach arbeitete.
Dorothea Arnold ist außerdem als Film- und Fernsehschauspielerin bekannt und wirkt in zahlreichen TV-Serien und -Filmen mit, wie bei „Tatort“, „Der Alte“ und „Soko Leipzig“.
Am Stadttheater Ingolstadt arbeitet sie als Gast in der Produktion „Opening Night“.
