Розарио Доусон родилась в мае 1979 года в Нью-Йорке, в семье писательницы, наследницы пуэрториканцев и афро-кубинцев Изабель Челесте. Когда Розарио появилась на свет, её матери было всего семнадцать лет, а биологический отец Патрик Харрис не собирался оформлять свои отношения официально. Через год Изабель вышла замуж за ирландца, конструктора Грега Доусона , который усыновил девочку и заменил ей отца. Актриса не раз признавалась, что только он всегда был и останется её единственным папой. В 1983 году родители подарили ей младшего брата Клэя.

Вскоре семья перебралась в заброшенное здание на Манхэттене, где постоянно перегорала проводка и протекали трубы. «Если вы хотите жить лучше, всё в ваших руках», – постоянно повторяли детям родители.

Ещё будучи ребёнком, Розарио появилась в эпизоде детского сериала «Улица Сезам», а в возрасте пятнадцати лет её «открыл» фотограф Ларри Кларк, который был впечатлён внешними данными девушки, гармонией её образа и предложил роль в своём проекте «Детки» («Kids», 1995). После выхода скандального фильма на экраны, карьера актрисы пошла в гору, она снималась в самых разных картинах – от низкобюджетных независимых проектов до блокбастеров.

В 1999 году Доусон объединилась с известным музыкантом Принцом, чтобы вместе переиздать новую версию его хитов 1980-х годов «1999». В том же году она появилась в видеоклипе группы The Chemical Brothers на песню «Out of Control». Розарио сыграла Натурель, любовницу осуждённого наркоторговца в исполнении актёра Эдварда Нортона в драме Спайка Ли «25-й час». В 2004 году она сыграла роль жены императора Александра в одноимённом историческом экшене Оливера Стоуна. Осенью 2005 года Доусон появилась на театральной сцене в постановке «Shakespeare in the Park».

В киноадаптации популярного мюзикла «Богема» («Rent», 2005) она сыграла экзотическую танцовщицуМими Маркез, в последний момент заменив другую актрису, которая ушла в декретный отпуск.

В мае 2007 года Розарио, ярая поклонница комиксов, создала собственную историю в картинках под названием «Occult Crimes Taskforce». Вместе со свой давней приятельницей Талией Лугаси, с которой познакомилась ещё на курсах Ли Страсберга, она начала продюсерскую деятельность.

Доусон сыграла в паре с Уиллом Смитом в фильме «Семь жизней» («Seven Pounds», 2008), а также появилась в проекте Стивена Спилберга «На крючке» («Eagle Eye», 2008). В 2009 году актриса исполнила главную роль в документальной картине об истории письменной и устной речи американцев «The People Speak», а через год появилась в фильмах «Неуправляемый»(«Unstoppable», 2010) и «Перси Джексон и похититель молний» («Percy Jackson & the Olympians: The Lightning Thief», 2010).

В интервью журналу Playboy актриса Розарио Доусон выразила благодарность своей маме за то, что та научила ее раздеваться на людях. Оказывается, будущую звезду фильмов «Город грехов» и «Доказательство смерти» в детстве водили на нудистский пляж, на котором мать с дочкой проводили целое лето. Мать Розарио Доусон терпеть не могла белые полоски после загара и предпочитала загорать обнаженной, к чему призывала и свое чадо. «Мама научила меня гордиться своим телом. Как можно испытывать стыд из-за чего-то настолько по-настоящему прекрасного?» – недоумевает актриса.

Что касается личной жизни актрисы, то на протяжении двух лет она встречалась со звездой сериала«Секс в большом городе» («Sex and the City») Джейсоном Льюисом . Ходили слухи, что её связывают близкие отношения с актёром Джошуа Джексоном, но в декабре 2008 года Розарио призналась, что её сердце занято иностранным диджеем, которого она встретила в одном французском кафе.

Актриса принимает активное участие в общественной жизни, и состоит в организациях «Lower East Side Girls Club», «ONE Campaign», «Oxfam», «Amnesty International», «Parents, Families and Friends of Lesbians and Gays», « Stay Close» и многих других.