Dorothy Hansine Andersen nacque ad Asheville, nella Carolina del Nord, nel 1901. Nel 1914 suo padre morì e lei si prese la piena responsabilità della cura della madre invalida. Sua madre morì nel 1920, dopo essersi trasferiti a St. Johnsbury, nel Vermont. Nel 1922 Andersen si laureò in zoologia e chimica presso il Mount Holyoke College. Successivamente frequentò la Johns Hopkins School of Medicine, dove iniziò a svolgere ricerche sotto la direzione di Florence Rena Sabin. I primi due articoli di ricerca di Andersen riguardavano i vasi linfatici e sanguigni negli organi riproduttivi delle femmine di suino. Entrambi questi articoli furono pubblicati in "Contributions to Embriology".