Доротея росла в неблагополучной семье, с эмоционально отсутствующей матерью и оскорбляющим ее отцом. Таким образом, она проявила чувственность к трудностям, которые испытывали другие, поскольку сама ощутила всю горечь непонимания и отторжения, будучи маленькой девочкой. Дикс стала учителем и, обучая заключенных в местной тюрьме, узнала о жестокости, причиненной сумасшедшим. С тех пор обеспечение благополучия психически больных людей стало целью ее жизни.
Дикс открыла школу в Бостоне в 1821 году. Это учебное заведение предназначалось в основном для детей состоятельных родителей, хотя в свободное время здесь обучались бедные дети. У Доротеи ухудшилось состояние здоровья, и это повлияло на ее преподавание. Когда она не могла обучать, то оставалась в своей комнате и писала для детей учебники и книги. Ее книга «Conversations on Common Things» была опубликована в 1824 году. В 1831 году Дикс снова начала преподавать и создала школу для девочек. В течение следующих пяти лет она продолжала учительскую деятельность, но к концу 1836 начала чувствовать себя очень больной. Здоровье ухудшилось настолько, что пришлось отправиться в Англию для его улучшения. По возвращению в Америку в 1841 году Доротея занялась обучением заключенных в тюрьме. Она была в шоке от того, что там увидела — психически больных людей держали вместе с настоящими преступниками, не было отопления, стоял отвратительный запах, условия жизни были просто невыносимыми. Став свидетелем всех этих ужасов, женщина отправилась в законодательный орган штата Массачусетс и потребовала реформирования условий жизни сумасшедших. Она представила законодательному органу отчет, который сделала после изучения ужасных условий содержания заключенных. Доклад был представлен ее сторонником Джозефом, который находился в Сенате, в штате Нью-Джерси в 1845 году. Требования относительно реформ нашли много сторонников, но были и критики, которые выступали против этого. Неумолимая работа Доротеи, наконец, принесла свои плоды, законопроект, предлагающий реформы, был окончательно принят в марте 1845 года. Позже активистка убедила руководство штата Иллинойс создать первую психиатрическую больницу. В Северной Каролине под ее влиянием было сформировано Государственное медицинское общество в 1849 году. А в 1856 году было создано учреждение по уходу за психически больными пациентами, которое назвали в честь Доротеи Дикс.
У Доротеи был страстный поклонник, ее второй двоюродный брат Эдвард Бангс, который предложил ей жениться. Некоторое время они проводили вместе, но позже женщина расторгла помолвку, сосредоточившись на своей социальной работе. Она никогда не была замужем. Дикс прожила долгую и продуктивную жизнь, большая часть которой была потрачена на служение обществу. Она умерла в 1887 году в возрасте 85 лет. Почтовая служба Соединенных Штатов увековечила память о ней, выпустив почтовую марку с ее изображением в 1983 году.