W 1699 roku Dorothea wyjechała z matką do Surinamu, by prowadzić badania nad tropikalnymi roślinami i owadami. Rysunku i prowadzania badań etymologicznych nauczyła się najprawdopodobniej od matki. W 1701 roku powróciła z matką do Amsterdamu, gdzie poślubiła chirurga Philipa Hendriksa. Para miała jedno dziecko, które zmarło młodo. Po śmierci męża w 1711 roku Dorothea zaczęła używać nazwiska matki Merian. W latach 1714–1717 opiekowała się matką, która wskutek udaru mózgu została częściowo sparaliżowana.
W 1715 roku Dorothea wyszła ponownie za mąż za szwajcarskiego malarza Georga Gsella (1673–1740). Po śmierci matki w 1717 roku opublikowała trzeci tom jej dzieła Der rupsen begin, voedsel en wonderbaare verandering, waarin de oorsprong, spijs en gestaltenverwisseling, als ook de tijd, plaats en eigenschappen der rupsen, wormen, kapellen, uiltjes, vliegen en andere diergelijke bloedelooze beesjes vertoont worden.
W październiku 1717 roku Dorothea z mężem wyjechała do Petersburga na zaproszenie cara Piotra Wielkiego, który zapoznał się z dziełem Merian podczas pobytu w Amsterdamie w latach 1716–1717 i zakupił 254 prace Merian. Gsell doradzał carowi przy zakupach dzieł sztuki oraz innych obiektów do jego kolekcji.