Incidenten med en svart Ford Ka inträffade på St Fillans Road omkring 21:00 på lördag.
Flickan behandlas på Ninewells sjukhus i Dundee.
Polisen har bett alla som kan ha bevittnat kollisionen, eller som såg en svart Ford Ka i området vid den tiden, att träda fram.
En åttaårig flicka är i ett kritiskt tillstånd efter att ha blivit påkörd av en bil i Dundee.