Formée à la Rue Blanche, Dominique Delpierre débute au cinéma en 1965. Elle tient des seconds rôles pour Riccardo Freda (Les deux orphelines, 1965), Édouard Molinaro (Quand passent les faisans, 1965) ou Richard Balducci (L’amour, 1969).
Dans le film érotique Désirella (1970) de Jean-Claude Dague, elle donne la réplique à l’acteur Jean-Claude Bouillon dont elle est la première épouse à la ville. Dominique Delpierre connaît ensuite sa (relative) heure de gloire en incarnant le rôle-titre de Morgane et ses nymphes (1971) de Bruno Gantillon, série B à caractère fantastique et érotique.
Mais elle retombe très vite de son fragile piédestal avec des personnages effacés dans des œuvres mineures comme Hellé (1972) de Roger Vadim, Juliette et Juliette (1974) de Rémo Forlani, La race des « seigneurs » (1974) de Pierre Granier-Deferre ou Haro (1977) de Gilles Béhat, dont elle coécrit le scénario. Toutefois, elle connait une certaine notoriété en publiant des romans à partir de 1975 (Le goût de l’écorce, Les fleurs parfois sont carnivores…).
On la revoit dans quelques séries télévisées (dont Les brigades du Tigre). Puis l’actrice met un terme à sa carrière après ses apparitions dans les redoutables Le bahut va craquer ! (1981) de Michel Nerval et Les planqués du régiment (1983) de Michel Caputo. Dominique Delpierre est décédée le 28 juin 2023 à l’âge de 83 ans.