W 1985 roku pojawił się w filmie Nóż Richarda Marquanda.
Przełom w karierze aktorskiej Dorna nastąpił w 1987 roku, gdy wcielił się w rolę Worfa w serialu Star Trek: Następne pokolenie. Wychowany przez ludzi klingoński oficer Gwiezdnej Floty stał się postacią, dzięki której aktor zyskał największy rozgłos. Bohater stał się na tyle popularny i lubiany wśród fanów franczyzy, że Dorn dołączył do obsady kolejnego serialu – Star Trek: Stacja kosmiczna, aby podnieść wyniki oglądalności. Wystąpił w 175 odcinkach serialu Star Trek: Następne pokolenie, a także w 102 odcinkach serialu Star Trek: Stacja kosmiczna i w pięciu filmach Star Trek. W filmie Star Trek VI: Wojna o pokój (1991) wcielił się w pułkownika Worfa, przodka bohatera znanego z pozostałych produkcji Star Trek. Wyreżyserował także następujące odcinki serialu Star Trek: Stacja kosmiczna: „In the Cards”, „Inquisition” i „When It Rains...”, jak również odcinek serialu Star Trek: Enterprise pt. „Two Days and Two Nights”. Jest również jednym z sześciu aktorów, którzy użyczyli swojego głosu w Star Trek: Captain's Chair, wirtualnym przewodniku po mostkach pięciu statków kosmicznych z uniwersum Star Trek, w którym ponownie wcielił się w rolę komandora porucznika Worfa. W 2014 wziął udział w odcinku produkowanej przez fanów serii Star Trek Continues pt.