Dorota Skowron pracuje w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego, gdzie uzyskała doktorat i habilitację. Jest członkiem zespołu OGLE – największego projektu obserwacyjnego astronomii polskiej, w ramach którego prowadzi grupę badającą strukturę Drogi Mlecznej i Obłoków Magellana oraz populacje gwiazdowe w tych galaktykach. Staż podoktorski odbyła na Wydziale Astronomii Ohio State University, kilkukrotnie wizytowała też Uniwersytet w Princeton.

Dorota Skowron jest autorką 97 artykułów naukowych, opublikowanych m.in. na łamach czasopism Science, Nature i Nature Astronomy. W 2019 roku, wraz z zespołem OGLE, opublikowała w Science unikatową, trójwymiarową mapę Drogi Mlecznej. W 2020 roku uhonorowano ją m.in. Nagrodą Prezesa Rady Ministrów, Nagrodą im prof. Stefana Pieńkowskiego, przyznawaną przez Fundację Marka Marii Pieńkowskiego i Fundację Kościuszkowską, Nagrodą Naukową im. Stefana Pieńkowskiego PAN oraz Nagrodą Naukową im. Mikołaja Kopernika PAU za „wyniki prowadzonych badań dotyczących unikalnej trójwymiarowej mapy Drogi Mlecznej zbudowanej w oparciu o gwiazdy zmienne pulsujące – cefeidy”. Była również laureatką stypendium dla wybitnych młodych naukowców.

W 2021 roku Dorota Skowron otrzymała prestiżowy ERC Starting Grant przyznawany przez European Research Council (ERC) na realizację projektu „A MISTery of Long Secondary Periods in Pulsating Red Giants – Traces of Exoplanets?” (LSP-MIST), którego celem jest stworzenie zupełnie nowej metody odkrywania pozasłonecznych układów planetarnych.