
В 1956 году окончила Театральное училище имени Бориса Щукина (курс В. К. Львовой и Б. Е. Захавы).
Ещё будучи студенткой, в 1955 году дебютировала в кино, в мелодраме Михаила Калатозова «Первый эшелон».
С 1981 года преподавала в Театральном институте имени Бориса Щукина.
Главная роль Нади в спектакле «Любовь и голуби» принесла 1-ю премию на Всесоюзном театральном фестивале в 1983 году.
Всенародную популярность актриса снискала после исполнения той же роли в одноимённом фильме Владимира Меньшова в 1984 году.
Была дважды замужем: первый супруг — известный советский актёр Олег Даль (1941–1981), второй — художник по свету театра «Современник» Владимир Ишков (скончался в 2004 году). Детей у Дорошиной не было.
Скончалась у себя дома 21 апреля 2018 года.