Dagmara Bilińska urodziła się 29 października 1952 roku. Pochodziła z Zaolzia. Była absolwentką Wydziału Aktorstwa krakowskiej PWST (1977), miała także wykształcenie muzyczne. Związana przede wszystkim z Teatrem Bagatela w Krakowie.
Jeszcze podczas studiów występowała w „Spotkaniach z balladą”. Zagrała główną rolę żeńską w filmie „Sprawa inżyniera Pojdy” (1977). Wcieliła się także w rolę Pi w popularnym edukacyjnym serialu telewizyjnym dla dzieci i młodzieży „Przybysze z Matplanety” (realizacja 1983–1984, premiera 1987), przybliżającym młodym widzom zagadnienia matematyczne.
Z ról teatralnych warto wspomnieć Zosię w spektaklu „Ostatni zajazd na Litwie (Pan Tadeusz)” (1981), Hiacyntę w „Szelmostwach Skapena” (1983) czy Kunegundę w przedstawieniu „Kandyd, czyli optymizm” (1988). Do porażek aktorka zalicza wcielenie się w tytułową bohaterkę „Ani z Zielonego Wzgórza” (1990).
W 2004 roku została asystentką reżysera w Operze Krakowskiej.
Jej mężem był aktor Andrzej Hudziak (1955–2014). Miała dwoje dzieci, syna Piotra (ur. 1984) i córkę Marię. Syn poszedł w ślady rodziców, zostając aktorem.
Zmarła 8 lipca 2026 roku w Hospicjum św. Łazarza w Krakowie.