Debutta al Festival di Sanremo nel 1958 in coppia con Domenico Modugno con "Nel blu dipinto di blu", che vince inaspettatamente il primo premio. La coppia si ripresenta l'anno successivo con "Piove", ottenendo una nuova vittoria. Anche se gran parte del merito artistico e del successo commerciale dei due brani va inevitabilmente a Modugno (che ne è anche autore), Dorelli riesce a non farsi schiacciare dall'esuberanza del cantautore pugliese e a ritagliarsi una sua fetta di estimatori.