Долорес родилась 17 сентября 1903 года в городе
Питсбург
, штат
Пенсильвания
,
США
, в семье актёров
Мориса
и
Мэй Костелло
. В детстве и юности много снималась в паре с отцом и сестрой
Хелен
, впервые появившись на экране в возрасте шести лет в картине
1909 года
«
» по пьесе
Шекспира
. Затем Долорес и Хелен вместе дебютировали на
Бродвее
. Публика приняла их, и вскоре студия «
Warner Bros.
» заключила с сёстрами контракт.
Самостоятельная карьера Долорес началась в середине 1920-х годов. В 1926 году она вошла в список «
WAMPAS Baby Stars
», то есть была признана подающей надежды актрисой. В том же году она снялась в паре с актёром
Джоном Берримором
в картине «
», экранизации романа
Германа Мелвилла
«Моби Дик». На съемках между актёрами начался роман и 24 ноября 1928 года они поженились.
Долорес слегка шепелявила, что затруднило её адаптацию к звуковому кино, но через два года выправила этот дефект речи. В 1931 году у актрисы родилась дочь Диди, а годом позже — сын, будущий известный актёр
. Став матерью, актриса стала уделять меньше внимания карьере и практически перестала сниматься.
В 1935 году она развелась с мужем из-за его сильного пристрастия к
алкоголю
. Её последними заметными работами были драма «
Юный лорд Фонтлерой
» (1936) по роману
и фильм
Орсона Уэллса
«
Великолепные Эмберсоны
» (1942). В 1943 году Долорес завершила карьеру и ушла из кино. Она скончалась 1 марта 1979 года от
эмфиземы
.