Dominique Thorne lahir di New York, putri dari Nerissa Guy dan Navie Guy, yang merupakan imigran asal Trinidad. Dia memiliki dua saudara laki-laki, Ky-Mani dan Caleb.[4]
Thorne bersekolah di Sekolah Seni Pertunjukan Profesional di Manhattan, di mana dia belajar teater dramatis secara formal. Saat tahun terakhir sekolah menengahnya, dia memenangkan Young Arts Award 2015 di Spoken Theater serta U.S. Presidential Scholar in the Arts, yang diberikan setiap tahun oleh Gedung Putih. Setelah mendaftar ke sejumlah universitas untuk program akademik dan seni, Thorne memilih untuk kuliah di Universitas Cornell, di mana dia diinisiasi ke Sororitas Magnificent Mu Gamma Chapter of Delta Sigma Theta pada Musim Semi 2018. Tahun berikutnya, dia menerima gelar sarjana. Sebelum lulus pada Mei 2019, ia menjadi anggota perkumpulan kehormatan senior rahasia Sphinx Head.[4][5] Pada tahun 2020, dia dan keluarganya tinggal di Atlanta.[4]
Pada tahun 2020, ia berperan sebagai Riri Williams/Ironheart dalam serial televisi Disney+Ironheart.[1][2] Karena tes sebelumnya dengan Marvel Studios, ia berperan dalam peran tersebut tanpa audisi tambahan.[10][11] Ia memulai debutnya sebagai Riri dalam film fitur tahun 2022 Black Panther: Wakanda Forever.[3] Produser Nate Moore mengatakan bahwa ketika Marvel Studios memilih Riri Williams, Dominique adalah "panggilan pertama dan satu-satunya" mereka.[12]