W 1987 rozpoczęła studia wokalne w klasie Haliny Słonickiej w Akademii Muzycznej w Warszawie, które ukończyła dyplomem z wyróżnieniem w 1992. W 1991 otrzymała stypendium Prezydenta m.st. Warszawy oraz Ministra Kultury i Sztuki, a w 1992 stypendium w Accademia d'Arte Lirica e Corale w Osimo.
W 1987 zdobyła I nagrodę oraz I wyróżnienie na Konkursie im. Stanisława Moniuszki w Kudowie oraz nagrodę specjalną Giuseppe di Stefano na Konkursie im. Jana Kiepury w Krynicy, w 1990 - I nagrodę na Międzyuczelnianym Międzynarodowym Konkursie Wokalnym we Wrocławiu, w 1991 - I nagrodę na Międzynarodowym Konkursie im. Vincenzo Belliniego w Caltanisetta we Włoszech oraz nagrodę specjalną na Konkursie Operowym im. Francisco Vinasa w Barcelonie, w 1992 została laureatką Konkursu Królowej Elżbiety Belgijskiej w Brukseli oraz otrzymała nagrodę miasta Antwerpii.
Dorota Radomska zadebiutowała w operze Flis Stanisława Moniuszki w Teatrze Wielkim - Operze Narodowej w Warszawie. Wkrótce potem wystąpiła w roli Violetty w Traviacie Giuseppe Verdiego. Od tego czasu jest solistką Teatru Wielkiego w Warszawie, jak również współpracuje z innymi scenami operowymi w Polsce oraz w wielu krajach Europy. Śpiewała m.in. partię Małgorzaty w Fauście Charlesa Gounoda, Donny Anny w Don Giovannim Wolfganga Amadeusa Mozarta, Gildy w Rigoletcie i Desdemony w Otellu Verdiego, Mimi w Cyganerii Giacomo Pucciniego, Rozyny w Cyruliku sewilskim Gioacchino Rossiniego, Hanny w Strasznym dworze Moniuszki, Micaëli w Carmen Georgesa Bizeta, Tatiany w Eugeniuszu Onieginie Piotra Czajkowskiego, Królowej Rozamundy w Ubu Rex Krzysztofa Pendereckiego. W marcu 2001 wzięła udział w premierze Normy Vincenzo Belliniego (rola tytułowa) w National Opera of Greece w Atenach.
Artystka była wielokrotnie gościem renomowanych festiwali muzycznych w Baden-Baden, La Chaise-Dieu (9. Symfonia Ludwiga van Beethovena), Szlezwiku-Holsztynie (Msza Głagolicka Leoša Janáčka z towarzyszeniem NDR Sinfonieorchester), Rostoku, Dargun (Stabat Mater Antonína Dvořáka), Dreźnie, Poczdamie (Serenata Eroica Georga Philippa Telemanna), Xanten (Carmina burana Carla Orffa), Toronto, a także w Polsce - podczas Festiwalu "Wratislavia Cantans" (Requiem Mozarta), "Warszawskiej Jesieni" oraz "Gaude Mater" w Częstochowie. Ponadto występowała w Osaka Festival Hall, Kyoto City Concert Hall, Symphony Hall w Atenach i Filharmonii Berlińskiej, a z recitalami m.in. w Brukseli, Paryżu, Rzymie, Madrycie, Sztokholmie i Tokio. Współpracowała z takimi dyrygentami, jak Jean-Claude Casadesus, Jacek Kaspszyk, Kazimierz Kord, Jan Krenz, Michel Plasson, Hans-Martin Schneidt, Jerzy Semkow, Marc Soustrot, Tadeusz Strugała, Antoni Wit.
Dorota Radomska ma na swoim koncie nagrania płytowe (m.in. Te Deum Karola Kurpińskiego, Antyfony Maryjne Stanisława Moryty) oraz rejestracje dla radiofonii i telewizji w Polsce (m.in. 3. Symfonia "Symfonia pieśni żałosnych" Henryka Mikołaja Góreckiego), w Niemczech (m.in. Stabat Mater Dvořáka), w Belgii i Japonii (m.in. pieśni Fryderyka Chopina).
Artystka zajmuje się jednocześnie pracą pedagogiczną - jest wykładowcą w Katedrze Wokalistyki Uniwersytetu Muzycznego Fryderyka Chopina w Warszawie.
Autor: Małgorzata Kosińska, Polskie Centrum Informacji Muzycznej, Związek Kompozytorów Polskich, grudzień 2007, aktualizacja: listopad 2010.