Dorothea Neukirchen ging auf die staatliche Schauspielschule Stuttgart, spielte in Berlin, Hannover, Aachen, Köln, Osnabrück und Hamburg Theater, unter anderem mit Jürgen Prochnow und Gottfried John. Sie verkörperte die weibliche Hauptrolle in einer TV-Serie bei der BBC London, moderierte und spielte im deutschen Fernsehen, bevor sie hinter die Kamera wechselte und Spielfilme inszenierte wie die Komödie DABBEL TRABBEL, den ersten Kinofilm mit Gudrun Landgrebe.
Als Regisseurin arbeitete sie u.a. mit Karin Anselm, Horst Bollmann, Traugott Buhre, Jochen Busse, Eberhard Feik, Hansi Jochmann, Joachim Krôl, Edda Leesch, Birge Schade, Heinrich Schafmeister, Ingrid Steeger, Hans Martin Stier, Katja Studt, Saskia Vester.

Sie ist Mitglied der deutschen Filmakademie.