Доротея Мильдс входит в число лучших интерпретаторов музыки XVII–XVIII веков. Она регулярно сотрудничает с известными коллективами, исполняющими старинную музыку, в числе которых L'Orfeo, The English Concert, Klangforum Wien, Камерный хор RIAS, Оркестр XVIII века, барочный оркестр «Тафельмузик», оркестр Бостонского фестиваля старинной музыки, а также с авторитетными дирижерами, такими как Михи Гайгг, Пол Гудвин, Филипп Херревеге, Эмилио Помарико, Ханс-Кристоф Радеман, Андреас Шперинг, Масааки Судзуки и Йос ван Велдховен.
Певица выступала на международных фестивалях в Бостоне (фестиваль старинной музыки), Фландрии, Вене, Галле (Генделевский фестиваль), Потсдаме, Бремене, Мозеле, Москве («Территория»), «Искусство Штирии», «Дни музыки в Нижней Саксонии», «Музыкальное лето в Майнце», на Фестивале Генриха Шютца, Тюрингском фестивале музыки И. С. Баха и других.
В 2004 году исполнила заглавную партию на премьере оперы «Береника» Иоханнеса Марии Штауда на Мюнхенской биеннале, а также выступила в Инсбруке на премьере сочинения Invocation III Беата Фуррера с оркестром Klangforum Wien под управлением автора. В 2006 году с этим же коллективом исполнила вокальную партию в последнем произведении Жерара Гризе «Четыре песни, чтобы переступить порог» (Quatre Chants pour franchir le seuil) в Гамбурге и Москве. Также приняла участи в исполнении Четвертой симфонии Малера с Оркестром Елисейских Полей под управлением Филиппа Херревеге. В 2007 году дебютировала на Зальцбургском фестивале, вновь исполнив «Четыре песни…» Жерара Гризе, на сей раз под управлением Эмилио Помарико.
Значительное место в творчестве певицы занимают камерные программы, в ряду наиболее успешных – «Аромат и безумие» (Duft und Wahnsinn) с Хилле Перл (виола да гамба) и Ли Сантаной (теорба, лютня); «Птицы» (Birds) и «Вдохновленные песней» (Inspired by Song) с флейтистом Стефаном Теммингом; Stabat Mater Луиджи Боккерини с квартетом Salagon Quartet. Она также сотрудничает с ансамблем Hamburger Ratsmusik, квартетом Boreas Quartett Bremen, Вибке Вайданц (клавесин) и Рюлем Луциусом (фортепиано). С Ансамблем имени Джованни Антонио Пьяни (G.A.P. Ensemble) исполняла музыку И. С. Баха и Шостаковича.
В сезоне 2021/22 певица участвует в совместных проектах с ансамблем Collegium Vocale Gent, Оркестром Елисейских Полей, Нидерландским Баховским обществом, Фрайбургским барочным оркестром, Баховской академией в Штутгарте, Дрезденским камерным хором, ансамблями Freitagsakademie Bern и G.A.P. Ensemble. Также она выступит на фестивале Musikfest Berlin, Фестивале Генриха Шютца, фестивалях музыки И. С. Баха в Арнштадте и Лейпциге, Фестивале старинной музыки в Санкт-Галлене и на Троицком фестивале в монастыре Иттинген.
Регулярно проводит мастер-классы в рамках Недели музыки И. С. Баха в Штутгарте, Летнего института барочного оркестра «Тафельмузик» в Торонто. В обширной дискографии певицы – альбомы Inspired by Song и Birds со Стефаном Теммингом, Händel с Хилле Перл, War & Peace и Monteverdi: La dolce vita с берлинским ансамблем Lautten Compagney и Вольфгангом Качнером для лейбла DHM, а также кантаты для сопрано соло И. С. Баха с барочным оркестром L'Orfeo и Stabat Mater Боккерини с квартетом Salagon Quartet для лейбла Carus. Альбом Handel's Tea Time, записанный с ансамблем Freitagsakademie Bern, был номинирован на премию OPUS Klassik 2021.
