Geboren wurde Domröse 1941 in Berlin, als junge Frau stand sie erstmals vor der Filmkamera. 959 begann Domröse ihre Ausbildung an der Hochschule für Film und Fernsehen Potsdam, der heutigen Filmuniversität Konrad Wolf.
Nach dem Abschluss der Babelsberger Filmhochschule ging sie ans Berliner Ensemble – Helene Weigel selbst schickte ihr ein Telegramm mit der Aufforderung vorzusprechen. Später trat sie an der Berliner Volksbühne auf.
Bekannt war Domröse aber vor allem durch ihre Film- und Fernseharbeit. Allein dreimal wurde sie in den 1970er Jahren als DDR-Fernsehkünstlerin des Jahres ausgezeichnet. Bis zu ihrer Ausreise in den Westen im Jahr 1980 spielte sie in mehr als 50 Filmen mit.
Danach spielte sie am Westberliner Schiller-Theater und später auch an anderen Bühnen. Domröse gehört zu den wenigen DDR-Schauspielern, die auch nach ihrer Übersiedlung in den Westen erfolgreich blieben.