مادر او نایب رئیس فدراسیون شنا و هیئت علمی دانشگاه تربیت معلم و پدرش مهندس مکانیک است. او یک خواهر (نسیم) و یک برادر (روزبه) دارد. روزبه دانشآموخته دانشگاه شهید بهشتی و فوق لیسانس محاسبات در کانادا و نسیم دانشآموخته دانشگاه تهران و دکترای باستانشناسی در برلین است. خانوادهٔ او از نوادگان خاندان قاجاری دولتشاهی هستند.
این بازیگر سینما و تلویزیون متولد 16 مهرماه 1358 است. او در رشتهٔ ادبیات نمایشی و مترجمی زبان فرانسه تحصیل کردهاست. فیلم چهارشنبهسوری (۱۳۸۴) نخستین حضور او در سینما و تئاتر نیمروز خواب آلود (۱۳۸۰) نخستین کار حرفهای او بود. دولتشاهی دوبار برای نقشآفرینی در فیلمهای عصر یخبندان (۱۳۹۳) و چهارراه استانبول و عرق سرد (۱۳۹۶) برندهٔ سیمرغ بلورین بهترین بازیگر نقش مکمل زن جشنواره فیلم فجر شدهاست.
او برای بازی در مجموعهٔ قورباغه (۱۳۹۹–۱۴۰۰) نامزد بهترین بازیگر زن درام از جشن حافظ شد. او از آن زمان در فیلم درام آتابای (۱۳۹۸) حضور یافته و برای نبودنت (۱۴۰۲) نامزد سیمرغ بلورین بهترین بازیگر زن شد.
