Fiica scriitorului N.D. Cocea, celebru avocat, scriitor, jurnalist și publicist român. și a Floricăi Mille,o fiinta de o frumusete rapitoare, pe care a iubit-o si care si-a iubit cu o dragoste aproape coplesitoare fiica (fiica lui Constantin Mille, ziarist, nuvelist, poet, avocat și militant socialist roman, un adevarat activist prominent pentru apărarea drepturilor omului.).
Dina Cocea s-a născut la București la data de 27 noiembrie 1912. O femeie distinsă și un om cu totul deosebit, care a trăit "o viață intensă", o apariție elegantă în teatru și televiziune in cei aproape 70 de ani de activitate, Dina Cocea a demonstrat că este nu numai o actriță de mare talent, dar și un bun director de instituții teatrale, o personalitate cu o cultură deosebită, un publicist de succes, un pedagog și unul dintre oamenii care au ajutat la modernizarea teatrului românesc.
Parintii ei au divortat curand cand ea avea cam 8 ani si a copilarit mai mult in casa bunicului sau din Bucuresti, tatal mamei. O casa mare si frumoasa, care mai exista si azi, undeva pe langa gradina Icoanei.
Bunicii nu o prea lasau sa se duca pe la tata. Acolo era o viata cam... boema, cum ziceau ei, nu se cadea ca o fetita sa creasca in atmosfera aceea. Tatal sau a avut patru copii cu patru neveste: pe Dina, pe Tanti Cocea, pe Maria si un baiat: Radu. Intr-un fel sau altul, ei, copiii, l-au mostenit pe tata la frumusetea lui. Nu era inalt, dar a fost foarte frumos in tinerete, superb ca barbat... si cu multe succese la femei...
Asa ca a copilarit in preajma bunicului, un om foarte sever si foarte disciplinat.
Studiile de actorie le-a absolvit la Paris. Debutul teatral a avut loc tot la Paris, în anul 1934. Debutul în România și l-a făcut la Teatrul „Comedia” din București, în 17 ianuarie 1935, cu piesa de teatru „Adevăratul Iacob”, în rolul dansatoarei Yvette, alături de George Timică.
Pe marile ecrane a apărut pentru prima dată în 1934, într-un rol din filmul " La jeune fille d'une nuit". Debutul în filmul românesc s-a produs în 1939, în filmul "O noapte de pomină", după care au urmat apariții în filmele "Neamul Soimăreștilor", "Ștefan cel Mare", "Cantemir" sau "Iancu Jianu". Între anii 1941 - 1949 a fost director la Teatrul Nostru și la Studioul Teatrului Nostru, iar în perioada 1952 - 1962 a fost decan al Facultății de Teatru, printre elevii săi de marcă numarandu-se Marin Moraru și Gheorghe Dinică..
Începând din 1956, a reprezentat România la congrese internaționale sau la manifestările organizate de ONU și UNESCO.
Între 1979 și 1989 a fost Președinta Asociației Oamenilor de Artă din Instituțiile Teatrale și Muzicale.
Între anii 2001 și 2008 a fost societar de onoare al Teatrului Național din București.
Pentru activitatea sa deosebită i-a fost conferit titlul de Doctor honoris causa al Universității de Artă Teatrală și Cinematografică din București.