Дороти Мэлоун впервые обратила на себя внимание эпизодической ролью в классическом фильме нуар «Большой сон» (1946), а закончила свою карьеру небольшой ролью в криминальном триллере «Основной инстинкт» (1992). В общей сложности она сыграла с 66 кинофильмах, среди которых такие фильмы нуар, как «Убийца, запугавший Нью-Йорк» (1950), «Осуждённый» (1950), «Лёгкая добыча» (1954), «Личный ад 36» (1954) и «Лазейка» (1954). В 1957 году она завоевала «Оскар» и номинацию на «Золотой глобус» за роль второго плана в мелодраме «Слова, написанные на ветру» (1956), а в 1964—1968 годах играла одну из главных ролей в популярной мыльной опере «Пейтон-Плейс», которая принесла ей две номинации на «Золотой глобус» в 1965 и 1966 годах.