Figlia di Maurice Costello, uno degli attori più prestigiosi della Vitagraph, la piccola Dolores, assieme alla sorella Helene , si trovò dinnanzi alla macchina da presa fin dalla più tenera età. Sono innumerevoli i brevi film in cui le «Two Vitagraph Children» apparvero, così come spesso seguirono il padre nelle tournée teatrali, esibendosi sul palcoscenico.
Divenute più grandi, senza mai abbandonare del tutto il cinema, dove comunque Dolores era divenuta una «leading-lady» della Vitagraph, le due sorelle passarono al teatro di rivista; nel 1924 George White le scritturò per i suoi «Scandals». Qui vennero notate da un talentscout della Warner che le rilevò entrambe dallo spettacolo e se le portò ad Hollywood. Mentre Helene, dopo pochi film, si sposò e mise fine alla carriera, Dolores invece si trovò a girare un film dietro l'altro, ottenendo anche delle discrete affermazioni in opere dove rappresentava il personaggio di una giovane derelitta che, dopo aver attraversato le più crudeli vicissitudini della vita, ritrovava la famiglia e l'amore. È il caso di Mannequin (1926), dove è Orchidea, rapita da bambina e divenuta indossatrice: ritroverà la madre alla fine della storia, e un marito nel giornalista che l'ha aiutata nella ricerca. Più o meno lo stesso avviene anche in The Third Degree (1926): abbandonata da una madre indegna, diverrà una trapezista e si autoaccuserà quando la mamma ritrovata uccide un tale che voleva nuocerle. Naturalmente vi sarà un happy-end.
Nello stesso 1926, Dolores interpreta anche The Sea Beast, la versione cinematografica del ««Moby Dick», al fianco di John Barrymore, momentaneamente in ferie dai ruoli di grande amatore. Tra i due è il classico colpo di fulmine. Per Dolores è la prima, per John, che ha il doppio della sua età, è la terza avventura matrimoniale.
La grazia riservata e a tratti scontrosa, lo charme e l'eleganza innata che coronavano una bellezza da Madonna dei pittori del Rinascimento, fecero di Dolores un'attrice ricercatissima, oltre che per i film in cui rappresentava l'ideale incarnazione della femminilità secondo i canoni della borghesia puritana, anche per quelli nei quali il suo virginale snobismo ben si sposava con i toni brillanti della commedia sofisticata.
È innegabile che fu più una bella donna, piacevole ad ammirarsi - e questo non guasta mai nel cinematografo - piuttosto che un'attrice dalla quale ci si doveva aspettare qualche colpo d'ala. Comunque, seppe mantenersi all'altezza dei ruoli assegnatile e, diventata madre di John Barrymore jr., diradò progressivamente la sua attività artistica.
Nel 1942 fu Isabel, l'erede degli Amberson, il cui matrimonio con Morgan, pioniere dell'automobile, le veniva impedito da suo figlio, in The Magnificent Ambersons: lei vi è vittima cosciente, eroina che sacrifica il proprio desiderio nel grande affresco di una società colta nel passaggio della sua transizione, grande seconda prova di regia di Orson Welles. Fu la sua ultima - e stavolta davvero memorabile - apparizione sullo schermo.

Da Le dive del silenzio, Le Mani, Genova, 2001.