Dolores Heredia ha trabajado en cine, televisión y teatro. Su primera película fue Pueblo de madera, de Juan Antonio de la Riva, en 1990. A continuación trabajó en los telefilms "Pueblo viejo", de Carlos García Agraz, y "Disparen a matar", de Gabriel Retes. Volvió a trabajar con este último director en La mudanza, basada en la obra del mismo título de Vicente Leñero. También la hemos visto en Desiertos mares, de José Luis García Agraz; El hombre equivocado, de Jim McBride, y Vagabunda, de Alfonso Rosas Priego.

En 1995 interpretó a Lucero en la versión cinematográfica de Dos crímenes, de Roberto Sneider, con Damián Alcázar, por la que fue nominada por primera vez al Ariel a la Mejor Actriz. A continuación trabajó en la película En el aire, de Juan Carlos de Llaca, a la que siguió La hija del puma, una coproducción sueca, mexicana y danesa, dirigida por Asa Faringer y Ulf Hultberg.

En 1999 protagonizó Santitos, de Alejandro Springall, por la que fue nominada a un segundo Ariel a la Mejor Actriz, y premiada en los festivales de Amiens y de Cartagena. Posteriormente trabajó en De la calle, de Gerardo Tort; Ciudades oscuras, de Fernando Sariñana, y en la coproducción mexicana, colombiana y española La historia del baúl rosado, dirigida por Libia Stella Gómez.

En los últimos dos años ha trabajado en Fuera del cielo, de Javier Patrón Fox; Desierto adentro, de Rodrigo Plá; Mujer alabastrina, de Elisa Salinas; Amor, sexo y otras perversiones, de Fernando Sariñana; Cobrador: in God We Trust, de Paul Leduc, y Conozca la cabeza de Juan Pérez, de Emilio Portes, por la que ganó el Premio Mayahuel del Festival de Guadalajara. Su película más reciente es 180 grados, de Fernando Kalife.

En calidad de productora, fundó Por Amor Producciones, y trabaja con Daniele Fizi y el Teatro Sunil en Suiza, además de colaborar en varios espectáculos del Cirque du Soleil.