Toen de familie Maloney verhuisde naarTexas begon de jonge Dorothy er te werken als kindmodel en actrice. Toen ze studeerde aan een universiteit, werd Malone ontdekt en kreeg ze een filmcontract bijRKO Radio Pictures. Hier maakte ze haar filmdebuut in 1943. Ze speelde aan het begin van haar carrière voornamelijk bijrollen inB-films. Toch had ze zo nu en dan rollen in memorabele films, zoalsThe Big Sleep (1946) enNight and Day (1946).
Malone maakte haar televisiedebuut in 1964 met de rol van Constance MacKenzie in de soapseriePeyton Place. Haar laatste filmrol speelde ze in de HollywoodfilmBasic Instinct (1992).