Dorothee Oberlinger zählt zu den namhaften Vertretern auf der Blockflöte. Dem Gewinn eines 1. Preises beim internationalen Wettbewerb SRP/Moeck in London 1997 folgten zahlreiche Einladungen zu Konzerten und Festivals in ganz Europa, Amerika und Asien. Als Solistin spielt sie mit dem von ihr 2002 gegründeten Ensemble 1700 sowie mit renommierten Barockensembles und Orchestern wie Akademie für Alte Musik Berlin, London Baroque und L’arte del mondo. Sie arbeitet mit führenden Musikern der Alten Musik wie Reinhard Goebel, Giovanni Antonini, Vittorio und Lorenzo Ghielmi, Luca Pianca, Rachel Podger, Giuliano Carmignola, Sandrine Piau oder Max Emanuel Cencic.
Ihre CDs mit barocker Musik des 17. und 18. Jahrhunderts werden von der internationalen Fachkritik mit höchsten Auszeichnungen bewertet. So wurde die CD „Flauto Veneziano“ 2012 mit dem „Diapason d’Or“ ausgezeichnet. 2011 debütierte die Künstlerin erfolgreich als Dirigentin in Salzburg, gefolgt von gefeierten Stationen bei den Tagen Alter Musik in Herne und bei den Göttinger Händel-Festspielen.
Neben ihrer intensiven Beschäftigung mit dem Barock widmet sich Dorothee Oberlinger der zeitgenössischen Musik, wirkte an der CD „Touch“ des Schweizer Pop-Duos Yello mit. Seit 2009 ist sie Intendantin der Arolser Barockfestspiele und seit 2004 Professorin an der Universität Mozarteum Salzburg, wo sie das Institut für Alte Musik leitet. Für ihre musikalischen Verdienste ist sie zur Ehrenbürgerin ihrer Heimatstadt Simmern und vom internationalen Netzwerk der Telemann-Städte zur Telemann-Botschafterin ernannt worden. Sie ist als Intendantin der Potsdamer Musikfestspiele ab 2019 designiert.