A carreira de atriz de Dimitra Arliss começou no Goodman Theatre em Chicago, ela primeiro chamou a atenção do público aparecendo na peça de Arthur Kopit na Broadway "Indians", ela interpretou um personagem nativo americano que falava com sotaque italiano. Enquanto continuava atuando no palco, começou a aparecer em várias produções televisivas e cinematográficas, como The Sting (1973), Xanadu (1980), Firefox (1982) e It's My Party (1996). Para os fãs de filmes de terror, Dimitra é mais lembrado como Dahnya em Bless the Child (2000); seria seu último filme antes de morrer de complicações de um derrame, ela morreu no Motion Picture and Television Fund Hospital em Woodland Hills, Califórnia. Ela tinha 79 anos.
