Tout en exerçant differents petits boulots, Danièle Dubroux étudie les lettres à l'Université de Vincennes, alors en pleine ébullition intellectuelle et politique. Elle y fait connaissance avec un groupe de cinéphiles, qui comprend Serge Le Peron et Jean Narboni, et avec qui elle signe en 1976 L' Olivier, documentaire sur le conflit israëlo-palestinien.

Danièle Dubroux retrouve plusieurs de ses copains de fac au sein de la rédaction des Cahiers du cinéma, où elle devient critique pendant près de dix ans. A l'instar de plusieurs de ses collègues, qui ont pour nom Olivier Assayas ou Herve Le Roux (et de ses glorieux aînés de la Nouvelle vague), elle passe bientôt de la théorie à la pratique, réalisant en 1978 son premier court-métrage, Les Deux Elèves préférés du professeur Francine Brouda. Parallèlement, elle enseigne le cinéma à l'université.

En 1984, Danièle Dubroux tourne son premier long-métrage, Les Amants terribles, histoire d'amour tourmentée tournée en Italie. Après La Petite Allumeuse avec Roland Giraud, c'est avec son troisième film, Border Line en 1992, que la cinéaste, qui développe avec acuité et ironie des récits à forte teneur psychanalytique, semble trouver son style.

Danièle Dubroux s'orientera de plus en plus vers la comédie, du très remarqué Journal du séducteur à Eros thérapie (2004), en passant par

le loufoque Examen de minuit. Si elle choisit des acteurs singuliers tels que Julie Depardieu, Melvil Poupaud ou Catherine Frot, la réalisatrice, également scénariste, joue elle-même dans la plupart de ses films, imprimant un peu plus sa marque sur une oeuvre très personnelle, entre folie douce et "inquiétante étrangeté".