Se desconoce por el momento la causa del fallecimiento. Nacida en Arkansas el 13 de octubre de 1939, Dillon sintió pronto la llamada de la actuación y comenzó su carrera como comediante de improvisación y actriz de teatro. Precisamente por su trabajo en la obra ¿Quién teme a Virginia Woolf?, del dramaturgo Edward Albee, recibió el premio Tony a la mejor actriz en 1963.
Su debut en la gran pantalla vino de la mano de Stuart Rosenberg en la comedia romántica Locos de abril (1969), protagonizada por Jack Lemmon y Catherine Deneuve. Su gran oportunidad se la ofreció Steven Spielberg en la piel de la joven madre de un niño abducido por los extraterrestres en la película de ciencia ficción Encuentros de Tercer Tipo, por la que recibió una nominación al Oscar como actriz de reparto.
Luego vendrían títulos como F.I.S.T.: Símbolo de fuerza, con Sylvester Stallone y acompañó a Paul Newman en el thriller periodístico Ausencia de malicia, por el que volvió a ganar la estatuilla de la Academia de Hollywood en la categoría de actriz de reparto. En 1983 encarnó a la señora Parker, la padre de un niño que desea un rifle de aire comprimido en la comedia de culto ambientada en los años cuarenta Historias de Navidad, de Bob Clark, uno de esos personajes que la acercó al gran público.
Otra comedia que protagonizó al lado de John Lithgow, esta vez con menos acierto, fue Bigfoot y los Henderson, dirigida por William Dear. En la década de los noventa lo más relevante fue una aparición secundaria en el drama El príncipe de las mareas, con Nick Nolte y Barbra Streisand, y la comedia de culto A Wong Foo, gracias por todo, Julie Newmar, al lado de Patrick Swayze y John Leguizamo.
Paul Thomas Anderson le ofreció salir en su drama de historias cruzadas Magnolia como la esposa del presentador de concursos al que daba vida Philip Baker Hall. Ya en la entrada del nuevo siglo trabajó más en series de televisión como estrella invitada en Ley y orden o Heartland. Con Adam Sandler, Don Cheadle y Liv Tyler en el filme En algún lugar de la memoria, sobre un hombre que pierde a su familia en el 11-S, se despidió definitivamente del cine.
