Pierwsze sukcesy w karierze Dorothea Hochleitner odniosła w 1951 roku, kiedy wygrała bieg zjazdowy w rodzinnym Bad Gastein. Dwa lata później wygrała zjazd w St. Anton w ramach zawodów Arlberg-Kandahar-Rennen, a w 1955 roku była najlepsza w slalomie podczas zawodów Harriman Cup w Sun Valley. W 1956 roku wystartowała na igrzyskach olimpijskich w Cortina d’Ampezzo, zdobywając brązowy medal w gigancie. W zawodach tych wyprzedziły ją jedynie Ossi Reichert ze Wspólnej Reprezentacji Niemiec oraz kolejna Austriaczka, Josefa Frandl. Jej przewaga nad zajmującymi ex aequo czwarte miejsce Andreą Mead-Lawrence z USA i Madeleine Berthod ze Szwajcarii wyniosła zaledwie 0,1 sekundy. Parę dni później była także siódma w zjeździe oraz dwunasta w slalomie. Rok później Hochleitner wygrała między innymi zjazd w Crans-Montana oraz zjazd, slalom i kombinację na zboczach Etny. Brała także udział w rozgrywanych w 1958 roku w mistrzostwach świata w Bad Gastein, jednak nie zdobyła medalu. Najlepszy wynik osiągnęła w gigancie, który ukończyła na dziewiątej pozycji. W 1958 roku zakończyła karierę.