Dorothea Tanning nasce il 25 agosto 1910 a Galesburg, nell'Illinois. Frequenta per due anni il Knox College e in seguito si stabilisce a New York, dove trova lavoro come artista commerciale. L'art director di Macy's fu colpito dalle sue tavole di moda e la presentò al leggendario gallerista Julien Levy, che le organizzò due mostre personali e le fece conoscere Max Ernst, che sposò nel 1946 in un doppio matrimonio con Man Ray e Juliet Browner a Hollywood. Avendo stretto amicizia anche con Yves Tanguy e Salvador Dalí, i primi lavori della Tanning furono strettamente associati al Surrealismo, anche se lei si scrollò di dosso il manto di questa terminologia, come fece con "donna artista". I suoi dipinti divennero più ambigui negli anni Cinquanta e negli anni Sessanta erano quasi non fugurativi. Ernst morì nel 1976, dopodiché Tanning tornò a New York e continuò a lavorare nel campo dell'arte visiva e della poesia. Nel 1992 la New York Public Library allestisce una retrospettiva delle opere su carta di Tanning; seguiranno altre importanti rassegne sulla sua carriera alla Malmö Konsthall (1993) e al Philadelphia Museum of Art (2000). Tanning muore il 31 gennaio 2012, all'età di 101 anni.
Opere di Tanning sono presenti nelle collezioni di numerosi musei del mondo, tra cui la National Gallery of Art di Washington D.C., la Tate Gallery di Londra e il Musée National d'Art Moderne di Parigi.