L’enfance de Dorothea n’est guère heureuse : elle souffre d’une maladie cardiaque et de rhumatismes articulaires. Très jeune, elle est attirée par le dessin et la peinture. Une formation de professeur lui permet d’enseigner le dessin jusqu’àson mariage, en 1910, avec l’architecte et peintre Emil Mätzel, célèbre àHambourg. Matzel-Johannsen se rend souvent àBerlin et effectue un long séjour àParis. Elle meurt à44 ans de son insuffisance cardiaque.
L’artiste explore le monde de la peinture pour élaborer son propre style qui s’inscrit dans le courant expressionniste : membre de la Sécession hambourgeoise, elle puise ce qui l’intéresse dans le mouvement « Â die Brücke  », étudie le pré-cubisme et se passionne pour l’art africain ; elle admire également beaucoup Cézanne. Une sorte de sérénité émane de ses portraits : les personnages, aux visages anguleux, sont plongés dans leurs pensées ou la contemplation. Matzel-Johannsen donne une signification puissante au trait : elle crée une harmonie entre lignes courbes et droites et utilise avec virtuosité les couleurs pour renforcer l’effet plat.
La peintre connaît le succès dès l’après-guerre et plusieurs expositions se tiennent en Allemagne.