Dea Loher wird 1964 als Tochter eines Försters und einer Justizangestellten in Traunstein geboren. Nach dem Abitur studiert sie Germanistik und Philosophie an der Ludwig-Maximilians-Universität in München, verlässt jedoch nach ihrem Magisterabschluss den universitären Bereich, um ihre Fantasie und Entwicklung eines eigenen Stils jenseits der Wissenschaft voll zu entfalten.

So verbringt sie ein Jahr in Brasilien, kehrt aber nach Deutschland zurück, als sie von der Einführung der Autorenklasse „Szenisches Schreiben“ an der Hochschule der Künste in Berlin unter der Leitung des Dramatikers Heiner Müller erfährt und aufgenommen wird. Für ihre Bewerbung verfasst sie erstmals eigene szenische Passagen, nach ihrem Umzug nach Berlin erscheinen bald ihre ersten Stücke. Im Zuge dessen entwickelt sie sich rasch zu einer der erfolgreichsten Theaterautorinnen Deutschlands.

1992 wird ihr erstes Theaterstück Olgas Raum (1990) in Hamburg uraufgeführt und von den Literaturkritikern positiv aufgenommen. Basierend auf wahren Gegebenheiten handelt das Werk von Olga Benario, einer jüdischen Kommunistin, die vor den Nationalsozialisten aus Deutschland flieht, letztendlich jedoch gefasst wird und in einer Gaskammer ums Leben kommt.

Dea Lohers Interesse für tragische Geschichten, gesellschaftskritische und politische Themen sowie unglückliche, vom Leben gepeinigte Protagonisten spiegelt sich auch in den darauffolgenden Werken sichtbar wider. So behandelt sie in Tätowierung (1992) das Thema Inzest und dessen Auswirkungen auf die Beziehungen innerhalb von Familienmitgliedern, in Leviathan (1993) beschäftigt sie sich mit dem Selbstverständnis der „Baader-Meinhof-Gruppe“, und in Fremdes Haus (1994) schildert sie, wie der Mazedonier Jane nach seiner Flucht nach Deutschland bei einem Freund aufgenommen wird, die Beziehung der beiden jedoch im Laufe seines Aufenthalts immer mehr unter Lügen, Schuld und Verrat leidet.

In Adam Geist (1998) kann der Leser den Protagonisten Adam durch ein Leben voller Sehnsüchte und Rückschläge bis hin zu seinem Suizid begleiten. Von Mord und Selbstmord handeln auch die Stücke Manhattan Medea (1999), Klaras Verhältnisse (1999) und Unschuld (2003). Ebenfalls in einem Suizid endet Licht (2001), das die Lichtallergie der ehemaligen Kanzlerehefrau Hannelore Kohl thematisiert  und 2004 an der Neuköllner Oper in Berlin in ein Opernstück umgewandelt wird.

Neben aktuelleren Theaterprojekten wie Diebe (2010), Am Schwarzen See (2012) und Gaunerstück (2015) widmet sich Loher seit 2005 auch der Prosa, wobei vor allem ihr Roman Bugatti taucht auf (2012) positive Aufnahme unter Kritikern findet. Die beiden Erzählstränge verbinden den Tod eines jungen Italieners mit der Suche eines Freundes des Verstorbenen nach einem im Lago Maggiore versunkenen Bugattis.

Eine Vielzahl von Preisen verdeutlicht Dea Lohers Stellenwert in der deutschen Theaterlandschaft seit nunmehr über zwei Jahrzehnten. Schon für ihr erstes Stück erhält sie den Dramatikerpreis der Hamburger Volksbühne (1991), es folgen unter anderem der Royal Court Theatre Playwrights Award (1992), der Dramatikerpreis der Frankfurter Autorenstiftung (1993), der Jakob-Michael-Reinhold-Lenz-Preis für Dramatik und Gerrit-Engelke-Preis (beide 1997), der Mühlheimer Dramatikerpreis (1998, 2008), der Else-Lasker-Schüler-Dramatikerpreis für ihr Gesamtwerk (2005), der Bertolt-Brecht-Preis der Stadt Augsburg (2006), der Berliner Literaturpreis und Marieluise-Fleißer-Preis (beide 2009) sowie der Preis zum Welttheatertag des Internationalen Theaterinstituts (2011). 2014 ist sie Stadtschreiberin von Bergen.

Seit 1990 lebt Dea Loher als freie Autorin in Berlin. Sie ist Mitglied der Deutschen Akademie für Sprache und Dichtung sowie der Akademie der Künste in der Sektion Literatur.