[1]​[2]​[3]​[4]​[5]​[6]​ Su padre, John Gerard Klumpke (1825-1917), era un inmigrante alemán que arribó a California en 1850 atraído por las expectativas de riqueza suscitadas por la Fiebre del Oro y que posteriormente llegó a ser un exitoso agente inmobiliario en San Francisco.

Dorothea se trasladó en 1877 a París, Francia, mientras que sus cuatro hermanas fueron educadas en escuelas de Alemania y Suiza.

Tras matricularse en la Universidad de París, Dorothea también comenzó a estudiar música, pero posteriormente se orientó hacia la astronomía.

En 1899, los astrónomos habían pronosticado una gran lluvia de meteoritos, actualmente conocida como las Leónidas.

Cinco años después de conocerse, Dorothea e Isaac contrajeron matrimonio en 1901 y se establecieron en Sussex.

Su matrimonio acabó muy pronto con la muerte de Isaac en 1904, heredando todos sus resultados astronómicos y una fortuna considerable.