Dorino Serafini n'eut qu'une courte carrière automobile, car marquée par deux gros accidents.

Dorino fait ses premiers pas en compétition sur deux roues pour la firme Gilera, à la fin des années 40. Il commence à courir sur quatre roues en 1947 avec une Cisitalia et prend part à des courses de F2. Lors du Grand Prix de Comminges de Formule 1, il est victime d'un accident sérieux au volant d'une Maserati. Il se blesse à la colonne vertébrale et ne dispute plus beaucoup de courses. Une seule participation en 1948, puis en 1949 avec OSCA il court dans diverses courses de F2, mais ne parvient pas à terminer la course. Il semble que cet accident ait réduit ses performances.

Pourtant, en 1950, il réussit à se faire engager par Enzo Ferrari. Courant toujours en Formule 2, il parvient à décrocher le premier podium de sa carrière sur l'autodrome de Monza, puis au Grand Prix de Genève.

En septembre, il est de nouveau à Monza pour disputer ce qui sera son unique Grand Prix de F1 en championnat du monde. Parti de la sixième place de la grille de départ, il arrive à se hisser jusqu'en troisième position, avant qu'il ne doive céder le volant à Alberto Ascari. Ce dernier dépasse l'Alfa Romeo de Luigi Fagioli trois tours plus tard et termine deuxième. Une deuxième place également attribuée à Dorino.

Il se classe dans cette même position lors du Circuito del Garda et de la course de F1 hors-championnat de Penya Rhin. La saison suivante débute aussi idéalement, avec une autre deuxième place à Syracuse, puis à San Remo, avant d'être victime d'un autre accident lors des Mille Miglia. Dorino ne reprendra le volant qu'une seule fois en compétition, lors de la course Brescia-Rome-Brescia, avec une septième place en course, et la victoire dans sa catégorie.

Dorino Serafini décède à l'âge de 90 ans. Peu de temps avant sa mort, il avait écrit son autobiographie.