Último hijo de una familia de diecinueve hermanos, comenzó su carrera teatral en París en 1903 y en 1906 entró a formar parte del teatro Antoine que dirigía André Antoine.

En 1913, fundó junto a Jacques Copeau el Théâtre du Vieux Colombier (Teatro del Viejo Palomar) y en 1921 creó su propio equipo con el nombre de Atelier,[1]​ con el que estrenó Voulez-vous jouer avec moâ?

Con Louis Jouvet, Gaston Baty y Georges Pitoëff formó en 1927 el Cartel des Quatre.

[1]​ Con el Cartel des Quatre y junto a Jean-Louis Barrault y Jean Vilar, Dullin forma parte del movimiento de renovación francés que desembocará en el llamado 'teatro popular descentralizado.

Entre otros, han sido alumnos suyos Madeleine Milhaud,[2]​ Madeleine Robinson, Jean Marais, Marcel Marceau, Roland Petit y Alain Cuny.