В том же году она была выбрана одной из 15 номинанток 'Молодых звезд' (WAMPAS Baby Stars), в этом списке в том же году были будущие легенды Голливуда - Глория Стюарт (Gloria Stuart) и Джинджер Роджерс (Ginger Rogers). Впоследствие она перешла на другой уровень звездной карьеры, где ее имя оказалось рядом с некоторыми из наиболее знаменитых имен Голливуда, включая Гарольда Ллойда (Harold Lloyd), Ричарда Дикса (Richard Dix), Тома Кина (Tom Keene), Престона Фостера (Preston Foster) и Уилла Роджерса (Will Rogers). Она сыграла в 20 фильмах в период с 1932 по 1937 год.
В 1936 году Дороти вышла замуж за сценариста Льюиса Р. Фостера (Lewis R. Foster), с которым она познакомилась во время съемок фильма 1934 года 'Eight Girls in a Boat'. Фостер получил 'Оскар' за сценарий 'Мистер Смит едет в Вашингтон' (Mr. Smith Goes to Washington), вышедший на экраны в 1939 году. В нем снялись также Джеймс Стюарт (James Stewart) и Джин Артур (Jean Arthur) в главных ролях. Эта картина была снята по книге Фостера 'The Gentleman From Montana'. Уилсон будет признанной звездой кино на протяжении еще двух лет после свадьбы. Последней работой актрисы стала роль в фильме 1937 года 'Дополнительная скорость' (Speed to Spare), после чего она оставила карьеру в кино, чтобы посвятить время своей семье. Она снова вернулась к съемкам только однажды, сыграв роль в фильме 1943 года 'Whistling in Brooklyn'. Однако позднее ей снова предложили кино-пробы на роль Мелани Гамильтон (Melanie Hamilton) в эпическом фильме 'Унесенные ветром' (Gone With the Wind). Дороти приняла участие в пробах, но не получила роль, которую в итоге исполнила Оливия де Хэвилленд (Olivia de Havilland).
Уилсон и Фостер оставались вместе долгие годы, вырастили двоих детей. Престон умер в 1974 году. После смерти супруга Дороти так больше и не вышла замуж и проживала в Ломпоке, Калифорния (Lompoc, California) до самой своей смерти 7 января 1998 года.