Dorothee Koch studierte im Fach Operngesang bei Prof. Fenna Kügel-Seifried an der Hochschule für Musik und Theater München und der Bayerischen Theaterakademie August Everding. Ihr Studium schloss sie sehr erfolgreich mit einem Meisterklassendiplom abschloss. Sie erhält zudem Unterricht bei Stellario Fagone, dem Chordirektor der Bayerischen Staatsoper.

Zu ihrem Repertoire gehören u.a. Partien wie Rosalinde aus „Die Fledermaus“,  Mimí aus „La Bohème“, Hanna Glawari aus „Die lustige Witwe“ oder Nedda in Leoncavallos „Pagliacci“.

Beim Concurso internacional de Canto Montserrat Caballé in Saragossa im September 2014 konnte sich Dorothee Koch bis in Semifinale durchsetzen. Sie gehört zu den Preisträgern des Internationalen Gesangswettbewerbs „Opernspiele Munot“ 2015 in Schaffhausen und war Teilnehmerin an den Endrunden des 64. Internationalen Musikwettbewerbes der ARD 2015 in München.

In der Saison 2015/16 war Dorothee Koch als Solo Ensemblemitglied am Theater Hof u.a. als Marie in Alban Bergs „Wozzeck“ und als Lisa in Franz Lehárs Operette „Land des Lächelns“ zu hören. 

Zudem wurde sie 2017 als Stipendiatin des Richard Wagner Verbandes München e.V. ausgewählt.

In München war sie zuletzt 2019 in einer Produktion der Opera incognita in der Hauptrolle der Tosca in Puccinis gleichnamiger Oper zu erleben.

Dorothee Koch ist als Konzertsängerin national und international gefragt und singt u.a. in der Schweiz, China und Kroatien.