Dorothy Michelle Provine nació el 20 de enero de 1937 en la localidad de Deadwood, ubicada en el estado norteamericano de Dakota del Sur. Su madre era decoradora de interiores y su padre comercial.
Tras integrarse en un grupo de teatro cuando asistía a la Universidad, adquirió bastante experiencia encima de las tablas al intervenir en numerosas producciones escénicas de corte amateur.
A mediados de los años 50, Dorothy apareció en diversas series de televisión (incluido un episodio de "Alfred Hitcock presenta"). Su rubia belleza no pasó desapercibida en Hollywood y la guapa Provine pudo protagonizar varios fims de bajo presupuesto.
A su debut en "Live fast, die young" (1958) de Paul Henreid (el actor de "Casablanca") le siguieron títulos como "La historia de Bonnie Parker" (1958), una película sobre la mítica pareja de Bonnie & Clyde dirigida por William Witney o "The 30 foot bride of Candy Rock" (1959), un film realizado por Sidney Miller y protagonizado por el cómico Lou Costello.
Su gran oportunidad llegó de nuevo con la televisión, espacio en donde consiguió cierta popularidad con las series "The Alaskans" y "The Roaring 20's".
Este trabajo televisivo la mantuvo alejada de la pantalla grande, aunque cuando regresó al cine volvería en películas de mayor comercialidad. "El mundo está loco, loco, loco" (1963) de Stanley Kramer, "Préstame tu marido" (1964) de David Swift, "La carrera del siglo" (1965) de Blake Edwards, "Un gato del FBI" (1965) de Robert Stevenson o "Rififí a la americana" (1967) son algunos de sus títulos más importantes.
En 1968 se retiró definitivamente del cine al contraer matrimonio con el director británico Robert Day, realizador de películas como "La diosa de fuego" o "Tarzán 66".
Falleció el 25 de abril del año 2010. Tenía 75 años.
