Dorothée Lorthiois est originaire d'Epernay où à la suite d'un cursus général, elle entreprend parallèlement  des études à l'université de Reims, où elle obtiendra une Licence de Musicologie, et des études au Conservatoire de la même ville qui la mèneront au Diplôme d'Etudes Musicales (mention Très Bien à l'unanimité) dans la classe d'Emmanuel Cury en 2002.
 
La même année elle rentre au CNSMDP dans la classe de Michèle Lebris puis continue son apprentissage après de Peggy Bouveret. Ses études au conservatoire lui permettent de se produire lors de nombreux concerts sous la direction de différents chefs comme Richard Myron, Catherine Simonpietri, Alain Louvier, Zolt Nagy et Kurt Masur, et lui permettent aussi de participer à des masters classes avec Margreet Hönig, Hartmut Höll et Yvonne Minton. Elle y obtient en 2006 son diplôme de formation supérieur.
 
Depuis 2001, Dorothée Lorthiois participe à de nombreux spectacles avec l'ARCAL tels que Péchés Gourmands ; Wolfgang, Caro Mio ; La voix et ses avatars, spectacles qui tournent dans la france entière. En 2005 et 2006, elle incarne le rôle d'Eurydice dans Orphée aux Enfers d'Offenbach sous la direction d'Alain Altinoglu et mis en scène par François de Carpentries à Paris, Reims, Rouen et Limoges.
En 2006, on a pu également l’entendre dans La Grande Messe en ut mineur à l’église Saint Eustache et l’église des Invalides sous la direction de Pierre Calmelet.
En 2007, elle incarne le petit chaperon rouge dans l’opéra la Forêt bleue de Louis Aubert avec la péniche opéra et elle fait ses débuts à Radio France dans le rôle de Diane dans Iphigénie en Tauride de Piccinni avec l’orchestre national de France sous la direction de Mazzola.
Dorothée Lorthiois est actuellement en première année de perfectionnement au CNSMDP où elle poursuit sa formation dans la classe de Gerda Hartman et vient de se produire à l’Opéra National de Paris dans Iphigénie en Tauride de Gluck.