Dorothy Gish und ihre fünf Jahre ältere Schwester Lillian wurden von ihrer Mutter Mary, die ebenfalls als Schauspielerin tätig war, schon früh beim Film untergebracht. 1912 bekamen sie bei der Biograph Company in New York eine Anstellung und debütierten gemeinsam in D. W. Griffiths Kurzfilm An Unseen Enemy. Sie gehörte bis 1914 zum festen Ensemble des Studios um ihre ältere Schwester, Blanche Sweet, Henry B. Walthall, Robert Harron, Kate Bruce, Mae Marsh und anderen. Nach 1914 arbeitete Gish für verschiedene Studios und trat dabei häufig gemeinsam mit ihrer älteren Schwester in Griffiths Filmen auf. Zu ihren besten Leistungen gehört die Darstellung einer Blinden in Griffiths Orphans of the Storm, der 1921 in den Verleih kam. Nach diesem Film beendete sie die Zusammenarbeit mit Griffith und spielte 1924 noch einmal an der Seite Lillians in Romola unter der Regie von Henry King.
Obwohl Dorothy nie ganz die Popularität ihrer älteren Schwester erreichte, spielte sie zahlreiche Hauptrollen und galt sie zu ihrer Zeit als eine der herausragenden Komödienschauspielerinnen in Hollywood.[1] 1926 ging sie nach Großbritannien und übernahm die Titelrolle in Nell Gwynne von Herbert Wilcox. Sie spielte in drei weiteren Filmen dieses Regisseurs und zog sich danach weitgehend aus dem Filmgeschäft zurück. Später war sie als Theaterschauspielerin in England tätig. Gelegentlich kehrte sie auf die Leinwand zurück, so 1944 als Mutter von Gail Russell in Our Hearts Were Young and Gay, eine Verfilmung der Memoiren der Schauspielerin Cornelia Otis Skinner, Tochter der bekannten Broadwayschauspielers Otis Skinner. In den 1950ern war Dorothy Gish auch in einigen Fernsehserien als Gastdarstellerin zu sehen. Ihre letzte Rolle hatte sie 1963 als Mutter der Titelfigur in Der Kardinal von Otto Preminger.
Dorothy Gish war von 1920 bis zur Scheidung 1935 mit dem kanadischen Schauspieler James Rennie verheiratet. Sie starb 1968 im italienischen Rapallo mit 70 Jahren an einer Lungenentzündung. Dorothy und später auch ihre Schwester wurden in der St. Bartholomew’s Church in New York beigesetzt. Für ihr filmisches Schaffen erhielt sie einen Stern auf dem Hollywood Walk of Fame. Nach dem Schwesternpaar ist der hochdotierte Literaturpreis Dorothy and Lillian Gish Prize benannt.
