Dorothy Arzner (* 3. Januar 1897 in San Francisco, Kalifornien; † 1. Oktober 1979 in La Quinta, Kalifornien) war eine US-amerikanische Filmregisseurin.
Dorothy Arzner war eine der wenigen Regisseurinnen in Hollywood. Sie kam als Kellnerin im Lokal ihres Vaters schon früh mit den Filmschaffenden in Hollywood in Kontakt. Nachdem sie im Ersten Weltkrieg als Lazarettschwester und Krankenwagenfahrerin tätig war, begann sie 1919 als Stenografin für William DeMille, dem Bruder von Cecil B. DeMille, in der Drehbuchabteilung von Famous Players, aus denen bald Paramount entstehen sollte.
Bald arbeitete sie als Filmeditorin, und ihre Arbeit für die Stierkampfszenen in Blood and Sand, einem großen Erfolg von Rudolph Valentino, war so brillant, dass James Cruze sie zur Chef-Editorin von The Covered Wagon aus dem Folgejahr machte. 1927 drehte sie ihren ersten eigenen Film Fashions for Women als Regisseurin und wurde in der Umbruchphase vom Stummfilm zum Tonfilm sehr bekannt. Sie inszenierte Clara Bows ersten Tonfilm. Die Publicity um die angeblich aufgrund von Claras Lautstärke durchgebrannten Sicherungen der Mikrophone halfen mit, aus der seichten Dreiecksgeschichte einen finanziellen Erfolg zu machen.