Dorothy Malone est née à Chicago mais grandit à Dallas où elle travaille comme modèle pour enfants. Elle débute également comme actrice au sein de son collège et de son lycée. Alors qu'elle continue comme amateur à l'Université, elle est repérée par un agent qui lui trouve un rôle en 1943, pour son premier film :
The Falcon And The Co-eds
La plupart des films de sa jeune carrière sont des séries B, dont beaucoup de westerns. On lui offre également l'occasion de jouer des seconds rôles néanmoins mémorables comme dans
Le Grand Sommeil avec Humphrey Bogart ou dans
Artists And Models aux côtés de Dean Martin.
En 1956, Dorothy Malone adopte le style de la blonde platine et abandonne son image de bonne fille pour partager l'ecran avec Rock Hudson, Lauren Bacall et Robert Stark dans
Ecrit Sur Du Vent signé Douglas Sirk. Son rôle de nymphomane, fille d'un riche pétrolier du Texas lui vaut un Academy Award du meilleur second rôle féminin. Grâce à ce succès, Hollywood lui offre des premiers rôles dans de meilleurs films comme
Man Of A Thousand Face ou encore
Le Dernier Voyage.
Basic Instinct marque sa dernière apparition remarquée au cinéma.