Hun nedstammet fra kong Christian III av Danmark og Norge og var datter av hertug Philip av Slesvig-Holsten-Sønderborg-Glücksborg og hans hustru Sophie Hedvig av Sachsen-Lauenburg. Hun ble født på Glücksborg slott i Slesvig og oppdratt ved hoffet i København. Den 9. oktober 1653 giftet hun seg 17 år gammel med hertug Christian Ludwig av Braunschweig-Lüneburg (1622–1665) hvoretter paret slo seg ned i Celle. Da ektemannen døde i 1665 flyttet Dorothea til sitt enkesete i Herzberg.