Дилором Камбарова родилась в семье врачей. Когда она училась в школе, то хотела стать востоковедом. Первую роль она сыграла в фильме А. Хамраева «Без страха» в 1972 году. Как вспоминал Хамраев, он выбрал Камбарову среди школьниц, которые отдыхали в пионерском лагере: «Она существовала как бы отдельно ото всех, в совсем другом ритме… тонкая, грациозная, с лёгкими, длинными руками».
Хамраев снял Камбарову в главной роли в фильме «Седьмая пуля» и говорил, что под воздействием её игры ему пришлось внести изменения в сценарий. Хамраев называл Камбарову «актрисой первого дубля», подчёркивая её умение мгновенно входить в образ. Критик К. Щербаков писал, что Камбарова, соединившая в своей роли ребёнка и женщину, заслуживает «самых добрых слов».
В 1978 году Камбарова получила приз на XI Всесоюзном кинофестивале в Ереване за лучшее исполнение женской роли в фильме «Дом под жарким солнцем». Киновед В. И. Михалкович высоко оценил роль Камбаровой в фильме «Триптих» (1980), отметив такую деталь внешности актрисы, как улыбка.
В 1982 году Камбарова окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии, где её мастерами были С. А. Герасимов и Т. Ф. Макарова. Как признавалась актриса, она хотела учиться именно у Герасимова и, по её словам, после этой учёбы она «выросла и профессионально, и духовно».
В 1985 году Камбарова получила звание Заслуженной артистки Узбекской ССР (1985). Авторы справочника «Кино: Энциклопедический словарь» среди лучших фильмов Камбаровой, помимо «Седьмой пули», «Дома под жарким солнцем» и «Триптиха», называют также фильмы «Абу Райхан Беруни» (1975), «Человек уходит за птицами» (1976), «Мужчины без женщин» (1981).
После эмиграции в США Камбарова работала манекенщицей в Сиэтле. Её дочь Полина Хотиненко от брака с режиссёром Владимиром Хотиненко — костюмер, живёт в Лос-Анджелесе.