L'idée de Dorothy est venue à la réalisatrice Agnès Merlet lorsqu'elle a entendu parler d'une jeune fille atteinte du syndrome de la personnalité multiple. Elle raconte : "J'avais envie de faire un film dont les éléments fantastiques se fondent sur des faits réels. J'ai découvert le syndrome de la personnalité multiple à travers le cas Doris Fisher, une jeune fille qui vivait dans la région de Philadelphie au tout début du XXe siècle. Son histoire, fascinante, m'a convaincue que l'occulte et la psychiatrie ont parfois des liens insoupçonnés."
La réalisatrice Agnès Merlet définit Dorothy comme "un thriller psychologique avec un développement surnaturel. C'est un film qui joue sur les codes du genre mais qui ne se contente pas seulement de chercher à faire peur. Au-delà des phénomènes dont il parle, le film aborde plusieurs thèmes comme la compassion : est-ce un sentiment généreux et gratuit, ou est-il provoqué par le besoin de se guérir d'un sentiment de culpabilité ? Jusqu'où peuvent aller les dérives d'une communauté religieuse intégriste ? Qu'est-ce qu'une personne folle peut provoquer sur ceux qui l'entourent ?"
Après le succès public et critique remporté par Black Book, la jeune actrice néerlandaise Carice Van Houten, très sollicitée, a jeté son dévolu sur trois grosses productions hollywoodiennes (Valkyrie, avec Tom Cruise; Body of Lies, avec Leonardo DiCaprio et Russell Crowe; Repossession Mambo, avec Jude Law) et... une petite production franco-britannique : Dorothy. Sur le film, celle qui, dixit la réalisatrice Agnès Merlet, possède "la beauté froide des actrices hitchcockiennes, tout en dégageant aussi une grande chaleur humaine", déclare : "L''intrigue était très intéressante, le climat assez étrange. Le mélange des genres était prometteur. En tant qu'actrice, il y avait vraiment quelque chose à donner."
Jenn Murray, qui incarne l'impressionnant rôle-titre de Dorothy, connaît pour l'occasion sa première expérience sur grand écran. La réalisatrice Agnès Merlet ne tarit pas d'éloges à son sujet : "Jenn Murray étudie l'art dramatique à la Samuel Becket School de Dublin, elle avait 21 ans à l'époque du tournage, c'est sa première expérience professionnelle et elle a fait un travail extraordinaire. Elle a habité le personnage, lui a donné une vraie densité tout en le rendant touchant. Parfois j'avais peur pour elle, mais malgré sa fragilité, elle possède une grande force de caractère."
Aborder, entre autres, le syndrome de la personnalité multiple avec Dorothy, a passionné la réalisatrice Agnès Merlet, qui raconte sur ce sujet : "Tout ce qui touche au fonctionnement du cerveau me passionne. Et les cas extrêmes, comme les fonctionnements déviants, sont encore plus impressionnants. L'idée même d'avoir plusieurs personnes à l'intérieur de votre tête est incroyable ! Ces personnalités peuvent être des héros de roman, des personnes que vous avez connues et qui sont mortes, ou même des personnalités reconnues ! De plus, cette organisation des personnalités entre elles est très singulière : il y a souvent un chef auquel les autres obéissent et qui décide où et quand le corps change de propriétaire. Vous pouvez alors parfaitement vous trouver accusé de choses que vous n'avez pas forcément faites."
Pour travailler la voix et les attitudes de chacune des personnalités qu'elle "incarnait", la jeune actrice Jenn Murray s'est d'abord basée sur des textes joués par les comédiens qui les incarnent pour de vrai, puis a répété avec un coach vocal. La réalisatrice Agnès Merlet précise : "A l'origine, nous pensions l'assister vocalement pour les autres personnages, en superposant, par exemple, les voix des autres comédiens à la sienne ; mais ce procédé nuisait à l'émotion, et elle a finalement "joué" elle-même tous ses personnages intérieurs."
L'inquiétant Dorothy est nourri de nombreuses références cinématographiques parmi lesquelles, dixit la réalisatrice Agnès Merlet, "des films des années 50 ou 60 comme Carnival of Souls, Le Village des damnés, ou encore The Wicker Man, qui comporte aussi une scène de fête païenne..."