[2]​[3]​ Criada en el Bronx, se graduó en el Hunter College High School pensando en ser maestra.

En sus clases universitaria varias veces fue la única mujer del curso, y consiguió su doctorado en la Universidad de Chicago en 1958, donde estudió bajo el premio Nobel Enrico Fermi.

[5]​ Pasó luego dos años en la Universidad Cornell como postdoctorada antes de trasladarse al Laboratorio Lincoln del MIT como empleada.

En 1985, se convirtió en la primera mujer seleccionada como Catedrática de Instituto, la distinción más alta del profesorado en el MIT.

En 2012 Dresselhaus fue la correcipiente del Premio Enrico Fermi, junto a Burton Richter.

[17]​[18]​ Hay varias teorías físicas que reciben su nombre de Dresselhaus.

[23]​ Se casó en 1958 con el físico teórico Gene Dresselhaus y tuvieron cuatro hijos en un corto lapso.