Urodziła się w 1969 roku w Akwizgranie. Studiowała edukację muzyczną i germanistykę na Uniwersytecie w Kolonii, oraz flet podłużny u Uli Schmidt-Laukamp i Günthera Höllera w tamtejszej Akademii Muzycznej. Następnie wstąpiła do Konserwatorium im. Sweelincka w Amsterdamie, gdzie kontynuowała studia u Waltera van Hauwe. Uczęszczała też do mediolańskiej Civica Scuola Musica w klasie Pedro Memelsdorffa.
Otrzymała liczne nagrody, wyróżnienia i stypendia, m.in. I nagrodę na międzynarodowym konkursie SRP/Moeck U.K. w Londynie, po którym zadebiutowała recitalem w Wigmore Hall. W 2001 roku jako pierwsza w historii flecistka otrzymała nagrodę Förderpreis Nordrhein Westfalen dla młodych instrumentalistów.
Dorothee Oberlinger występuje w wielu salach koncertowych świata z licznymi zespołami i orkiestrami (przede wszystkim muzyki barokowej), takimi jak I Sonatori de la Giocosa Marca, Musica Antiqua Köln (Rheinhard Goebel), London Baroque, Bois de Cologne, Quadro Janas i założonym przez siebie Ensemble 1700.
Artystka prowadzi kursy mistrzowskie na wielu uczelniach i instytucjach międzynarodowych. Po rocznej pracy w Akademii Muzycznej w Koloni objęła w 2004 roku profesurę w Mozarteum, będącego częścią Uniwersytetu w Salzburgu.