Dickenberger studierte Soziologie in Hamburg, München und Mannheim. Mit einer Arbeit zur Theorie der psychologischen Reaktanz 1978 erfolgte ihre Promotion an der Universität Mannheim, der sie bis zu ihrem Ruhestand 2011 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Sozialpsychologie treu blieb. Dort forschte sie zu Theorien der Sozialpsychologie, mit Anwendungen wie der Geschlechterforschung, Studienverlaufsforschung und Lehrevaluation. Parallel war sie von 1989 bis 2007 zunächst die erste Frauen- und später die Gleichstellungsbeauftragte der Universität. Als Pionierin in diesem Bereich engagierte sie sich auch als Vorsitzende einer Senatskommission zur Förderung der gleichberechtigten Entfaltung von Frauen in Studium, Forschung und Lehre. Ihr unermüdlicher Einsatz für Frauenrechte ging dabei über die Grenzen der Universität Mannheim hinaus: Als Sprecherin der Landeskonferenz der Gleichstellungsbeauftragten an den wissenschaftlichen Hochschulen Baden-Württembergs setzte sie sich für Gleichberechtigung von Frauen und Männern ein und beriet als ausgewiesene Expertin den Fachbeirat Gender Mainstreaming des baden-württembergischen Sozialministeriums. Zudem war sie mehrere Jahre Mitglied im Beirat der Bundeskonferenz der Frauen- und Gleichstellungsbeauftragten.
Während ihrer Zeit in Mannheim engagierte sich Dickenberger unter anderem für die Wiederausschreibung des Margarete von Wrangell-Habilitationsprogramms und die Einführung des Schlieben-Lange-Programms für Wissenschaftlerinnen in Baden-Württemberg, setzte sich für ein Teilzeitstudium für Eltern in Bachelor- und Masterstudiengängen ein und schuf den Arbeitskreis gegen sexuelle Belästigung. Zudem startete sie die Initiative für Kinderbetreuung an der Universität und begleitete dann die Maßnahmen zu deren Umsetzung.
Für ihre Arbeit zur Gleichstellung an der Universität Mannheim erhielt Dickenberger 1999 die Universitätsmedaille. Darüber hinaus wurde sie 2011 für ihr Engagement und ihre Verdienste um die Gleichstellung der Frauen an wissenschaftlichen Hochschulen des Landes Baden-Württemberg mit dem Bundesverdienstkreuz geehrt.
Die Universität Mannheim und die Fakultät für Sozialwissenschaften werden Dr. Dorothee Dickenberger ein ehrendes Andenken bewahren und die von ihr vorangetriebenen Initiativen fortführen, um ihre Vision von einer chancengleichen Universität zu verwirklichen.