Leticia Dolera nació el 23 de octubre de 1981 en Barcelona. Estudió primaria y secundaria en Barcelona y desde siempre llamó la atención por su espontaneidad y creatividad, además de por estar siempre presente en todas las obras de teatro que se realizaban en la escuela.
Logró estudiar baile e interpretación para ganar experiencia y poder ejercer de actriz en algún momento de su vida, ya que era su sueño. Realizó alguno de sus estudios en la escuela de Juan Carlos Corazza en Los Ángeles junto a Eric Morris, también en la escuela de Nancy Tuñón y canto, danza e improvisación con artistas como Susana Domènech, Karen Taft, Coco Comín y Peter Gadish.
Entre 2000 y 2002 comenzó su carrera en la serie 'Al salir de clase' en la que dio vida a Ángela. En 2001 debutó con 'Bellas durmientes' un drama dirigido y escrito por Eloy Lozano y un año después intervino en la comedia musical 'El otro lado de la cama'.
También se vio a Dolera en series de éxito como 'Hospital central', 'Los Serrano' o 'Guante blanco', además de telefilms, entre ellos, 'El Espejo'. Otros títulos cinematográficos que destacan son 'Imagining Argentina' en 2003 con Antonio Banderas y Emma Thompson; en 2005, la comedia protagonizada por Ernesto Alterio, 'Semen, una historia de amor' y también en ese año rodó 'Un café en cualquier esquina', que tuvo tres nominaciones a los Independent Spirit Awards.
En 2008 interpretó a Leilou en 'Imago mortis', un film de terror ambientado en una escuela de cine y se le pudo ver en la cinta de terror 'REC 2', donde actuó junto a Manuela Velasco. Un año después apareció en 'Spanish movie' del director Javier Ruiz Caldera. En 2010 dio vida a Violeta, una de las tres protagonistas de la opera prima de Paula Ortiz, 'De tu ventana a la mía', que fue estrenada en 2012.
En abril de 2011 participó en 'REC 3: Génesis' interpretando a Clara. Ha rodado tres cortometrajes como directora: 'Lo siento, te quiero', 'A o B' y 'Habitantes'. Con el primero recibió el premio a mejor cortometraje fantástico en la convención Fantastic Fest en 2010.
En 2012 rodó 'Los últimos días' en Barcelona y en ese año se hizo oficial su participación en la serie 'El Barco' junto a Mario Casas y Blanca Suárez. En 2013 comenzó a grabar para Antena 3 la webserie creada por ella misma 'Bloguera en construcción'. En 2016 apareció en cinco episodios de 'Bajo sospecha' dando vida a Catherine Le Monnier.
En 2015 escribió, dirigió y protagonizó su primera película 'Requisitos para ser una persona normal' junto al actor Manuel Burque. Esta película ganó en el Festival de Málaga los premios: mejor guion novel, fotografía y montaje. Además, fue finalista de los premios Goya 2016 con tres nominaciones: mejor actor revelación para Burque, mejor dirección novel para Dolera y mejor montaje. El mismo año participó en el drama 'La Novia' (2015), película inspirada en la obra teatral 'Bodas de sangre? de Federico García Lorca.
En agosto de 2017 protagonizó 'No es no', una campaña contra la violencia machista y en octubre fue premiada por la Federación de Mujeres Progresistas en la Categoría Cultura/Medios Federación por su compromiso con la igualdad de género y el feminismo que traslada a lo artístico. También en ese año rodó 'Ajedrez para tres' como protagonista y a d irigir 'Verónica' una película de terror junto a su marido, el cineasta y director Paco Plaza.
En octubre de 2017 hace púbico mediante una carta el abuso sexual que sufrió por parte de un director cuando solo tenía 18 años.