Родилась 4 декабря 1921 года в канадском городе Виннипег (провинция Манитоба) в семье английских иммигрантов. Девочка с детства отличалась прекрасным голосом и любовью к музыке. В 14 лет Дина заключила контракт с американской студией MGM на съемки в короткометражных фильмах на одной площадке с легендарной Джуди Гарленд. Первый успех к начинающей актрисе пришел после мюзикла «Каждое воскресенье». Однако компания отказалась продлевать контракт с Дурбин, и она перешла в Universal Pictures.
Следующая работа Дины, «Три милых девушки», оказалась очень успешной. Актриса получила престижную премию «Оскар» в молодежной категории (в 1938 году ей было всего 16 лет). Зрители полюбили милую девушку с очаровательным голосом, и картины с ее участием неизменно собирали хорошую кассу. К 1940 году Дурбин стала самой высокооплачиваемой актрисой США: она получала по 400 тысяч долларов за съемки в каждом фильме.
Амплуа Дины – маленькие наивные «золушки»: такой ее полюбили зрители, и продюсеры с режиссерами старались соответствовать этим запросам. В середине 1940-х Дина попыталась показать себя с другой стороны в более серьезных кинокартинах «Леди в поезде» и «Рождество», однако публика отнеслась к экспериментам прохладно, она по-прежнему предпочитала видеть актрису в образе девушки-подростка.
В 1948 году в Universal Pictures Дурбин заявили, что она стала «слишком стара» для ролей молоденьких красавиц, а сложные роли ей не предлагали, ссылаясь на отсутствие таланта. Руководители студии уже забыли, что успех фильма «Три милые девушки» в свое время буквально спас их от разорения.
В жизни Дины началась черная полоса. Она потеряла любимую работу и развелась с мужем. Поддержку Дурбин нашла у старого друга, французского режиссера Шарля Давида. Актриса вышла за него замуж и переехала во Францию, окончательно порвав все связи с индустрией кино. Заработанные за годы успеха деньги она успешно вложила в бизнес, который позволил ей жить в достатке до конца дней. Дина никогда не давала интервью и на все вопросы журналистов, сумевших дозвониться ей, отвечала просто: «Я ненавижу Голливуд».
Стоит отметить любопытный факт: в кинофильме 1943 года «Сестра его дворецкого» Дурбин исполнила на русском языке фрагменты трех романсов («Эй, ямщик, гони-ка к яру», «Две гитары» и «Калитка»), очень популярных на советском телевидении. Отрывки из ленты неоднократно включались в состав праздничных концертов.
Актриса скончалась в апреле 2013 года в своем доме, расположенном в городке Нофль-ле-Шато, недалеко от Парижа.
