Dorothy Arzner (São Francisco, 3 de janeiro de 1897 - La Quinta, 1º de outubro de 1979) foi uma diretora de cinema estadunidense, cuja carreira começou no cinema mudo, no final dos anos 1920 e durou até os anos 1940. Dorothy foi a única mulher diretora de cinema trabalhando nos anos 1930 e uma das poucas a estabelecer uma reputação na indústria cinematográfica nesta época.
Nascida em São Francisco, era filha de Louis e Jenetter Arzner. Cresceu em Los Angeles, onde o pai tinha um restaurante bastante frequentado por muitas celebridades de Hollywood. Assim que terminou o ensino médio, ela foi aceita na Universidade do Sul da Califórnia, pretendendo se formar em medicina onde estudou por dois anos. Durante a Primeira Guerra Mundial, ela deixou a faculdade para trabalhar no corpo de ambulâncias. Com o fim da guerra, ela visitou um estúdio de filmagem e desistiu da carreira na medicina.
Dorothy teve vários relacionamentos amorosos com atrizes da época, incluindo Alla Nazimova e Billie Burke. Passou seus últimos 40 anos ao lado da coreógrafa e dançarina Marion Morgan, que faleceu em 1971.