Née en 1981 à Barcelone, Leticia Dolera fait ses débuts au cinéma en 2001 dans le drame Bellas durmientes avant de décrocher le rôle d'Angela dans la série espagnole Al salir de clase et celui de Miriam dans la septième saison de Hospital Central.

En 2003 elle apparaît au casting du film policier Disparitions de Christopher Hampton aux côtés d'Antonio Banderas et Emma Thompson. La comédienne enchaîne ensuite les petits rôles dans Man Push Cat, Prime Time, Spanish Movie... C'est en 2012 qu'elle se fait remarquer grâce à son rôle dans le film d'épouvante [REC]³ Génesis. Dans le prequel de la franchise espagnole, mis en scène par son mari Paco Plaza, elle incarne une jeune femme dont le mariage est gâché par le virus tueur.

Un an plus tard elle apparaît au casting du thriller de SF Les derniers jours et décroche un rôle dans la mini-série britannique Liberté conditionnelle.

En 2017, elle collabore une nouvelle fois avec son époux puisqu'elle est créditée au générique du film d'horreur Véronica.