Вероятно, сын Публия Корнелия Долабеллы, претора 68 г. до н. э. (Fasti Colot. Degrassi 273 f.; Fasti Albens. Tansey 2018, 224—227; Badian 1965, 51), родился около 76 г. до н. э. (см. Sumner 1971, 261—262, иначе App. BC II 129).
Вероятно, в 52 г. дважды привлекался к суду по неизвестным обвинениям; оправдан благодаря защите Цицерона (Cic. Fam. III 10, 5; VI 11, 1). В 51 г. избран квиндецемвиром священнодействий, одержав победу над Луцием Лентулом Крусом (Cic. Fam., VIII, 4, 1). В 50 г. обвинял Аппия Клавдия Пульхра в умалении величия римского народа во время киликийского проконсульства и в незаконном соискании должности, но не добился его осуждения (Cic. Fam. III 11, 1—3; 12, 1; VIII 6, 1). В это же время развелся с женой Фабией, которая была намного его старше (Cic. Fam. VIII 6, 2; Quintil. Inst. VI 3, 73) и женился на Туллии, дочери Цицерона, который не приветствовал этот брак (Cic. Fam. II 15, 2; III, 12, 2—4; VIII 13, 1).
В гражданской войне воевал на стороне Цезаря и убеждал Цицерона поддержать его (Cic. Fam. II 16, 5; XIV 14, 1; Att. VII 13, 3; 21, 3; IX 16, 3; Macrob. Sat. II 3, 8). В 49 г. назначен легатом, командовал флотом на Адриатике, но был вытеснен из Иллирика помпеянцами Октавием и Либоном (App. BC II 41; 47; Suet. Iul. 36; Flor. II 13, 31; Dio XLI 40, 1—2; Oros. VI 15, 8). В 48 г. находился в лагере Цезаря при Диррахии, откуда написал Цицерону в лагерь Помпея письмо, побуждающее его прекратить сопротивление (Cic. Fam. IX 9); участвовал в битве при Фарсале (Cic. Phil. II 75; Att. XVI 11, 2), после победы Цезаря вернулся в Италию (Cic. Fam. XIV 9; Att. XI 5; 7, 2). Перешел в плебейское сословие путем усыновления Лентулом; возможно — Гнеем Лентулом Ватией, и был избран плебейским трибуном (Dio XLII 9, 1; Ascon. 5 C; Plut. Cic. 41; Macrob. Sat. II 3, 3; Cic. Att. XII 28, 3; 30, 1; ср. Shackleton Bailey D. R. CQ, N. S. 10 (1960), с. 258—259). Приобрел часть конфискованного имущества Помпея (Cic. Phil. XIII, 11).
В 47 г. в должности плебейского трибуна внес законопроект об отмене долгов и снижении квартирной платы; это привело к конфликту с его коллегами Поллионом и Требеллием и массовым беспорядкам, которые были жестоко подавлены Марком Антонием, начальником конницы, питавшим личную вражду к Долабелле. По возвращении в Рим Цезарь простил Долабеллу в память о ранее оказанной услуге и частично реализовал его предложение (Cic. Att. XI, 10, 2; 12, 4; 16, 1; 23, 3; XIV 21, 4; Phil. II 99; VI 11; X 22; XI 14; XIII 2, 26; Auc. Bell. Alex. 65, 1; Liv. Per. 113; Plut. Caes. 51; Ant. 9—10; Dio XLII 29—33). В конце 47 — 46 гг. Долабелла сопровождал Цезаря на африканскую войну (Cic. Phil. II 75; Att. XII 5, 4; Fam. IX 7, 2). Брак Долабеллы с Туллией оказался неудачным, так как Туллия была недовольна его супружескими изменами, а Цицерон — его политикой, и в конце осени 46 г. состоялся развод (Cic. Att. XI 17; 23, 3; 25, 3; XII 5, 4; 7, 2; 8; Fam. IV 5, 3; VI 18, 5; XIV 10; 13; 15). Два ребенка от этого брака умерли вскоре после рождения, в 49 и 45 гг. (Cic. Fam. VI 18, 5; Att. X 18, 1; XII 18a, 2; 28, 3; 30, 1). В 45 г. Долабелла служил легатом Цезаря во время испанской войны с сыновьями Помпея и был там ранен (Cic. Phil. II 75—76; Fam. IX 10; 13).
Вероятно, в конце 45 или начале 44 г. Долабелла вместе с Антонием обвинялся в организации заговора против Цезаря, чему Цезарь не поверил (Plut. Caes. 62; Ant. 11). В начале 44 г. Цезарь объявил, что намерен назначить Долабеллу консулом-суффектом после своего отъезда в Парфию. Антоний воспротивился этим планам и между ним и Долабеллой начался конфликт; в день комиций по избранию Долабеллы Антоний по окончании голосования объявил о неблагоприятных знамениях. Законность избрания Долабеллы оказалась под сомнением, и 15 марта 44 г. этот вопрос должен был решаться в сенате (Cic. Phil. I 31; II 79—84; 88; III 9; V 9; Plut. Ant. 11; Dio XLII 33; XLIII 51, 8). После убийства Цезаря Долабелла заявил о том, что тоже состоял в заговоре, хотя это не соответствовало действительности, присвоил себе консульские инсигнии и поднялся на Капитолий, где нашли убежище заговорщики (App. BC II 122; Dio XLIV 22, 1; Vell. II 58, 3; App. BC II 119; Dio XLIV 22, 1). 17 марта Антоний и сенат признали избрание Долабеллы законным, и он вступил в должность консула (Cic. Phil. I 5; 31; III 9; V 9; Nic. Dam. Vit. Caes. 28; Vell. II 58, 3; 60, 4; Plin. NH II 99; Joseph. AJ XIV 217; 221; Flor. II 14, 7; Obseq. 68; Lactan. Inst. Div. I, 15; Zonar. X 12; Hieron. Chron. к 44 г.; CIL XI 6673, 17; III 582; ILLRP 1061; Fasti Cap. Degrassi 58 f.; 134; 500 f.; Fasti Amit. Degrassi 170 f.; Fasti Ost. Degrassi 182 f.; Fasti Amer. Degrassi 242; Fasti Colot. Degrassi 273 f.). Антоний провел в народном собрании закон о предоставлении Долабелле провинции Сирии (Cic. Att. XIV, 9, 3; 14, 4; App. BC III, 7—8; 27; IV 57; Vell. II 60, 5); также Долабелла вошел в комиссию для подтверждения решений Цезаря (Cic. Att. XVI 16C, 11; 16F 18; Phil. II 100). Вскоре после этого Долабелла подавил движение Лже-Мария и снес колонну, возведенную на месте кремации Цезаря (Cic. Att. XIV 15, 2; 16, 2; 19, 4—5; XV, 11, 4; Fam. IX 14, 7; Phil. I 5; 29—31; II 107; Nic. Dam. Vit. Caes., 110; Dio XLIV 51, 2; Lactant. Div. Inst. I 15). В начале июня по предложению Антония был принят закон о пятилетнем сроке полномочий Антония в Галлии, а Долабеллы в Сирии (Cic. Phil. I 19; III 9; V 7—9; Att. XV 11, 4). В середине июня Долабелла и Антоний учредили комиссию септемвиров для распределения земли между ветеранами; Долабелла стал одним из ее членов (Cic. Phil. VIII 26; XI 13).
Осенью 44 г. он выехал в провинцию (Cic. Att. XVI 15, 1; Ad Brut. I 11, 1; Phil. XI 4; 16; 27; XII 21; App. BC III 24—26; 57; Dio XLV 15, 2; XLVII 29, 1; Gell. III 9, 4); в Македонии принял командование над одним из македонских легионов (Cic. Phil. X 4; 16; App. BC III 25), однако его конница перешла к Марку Бруту (Cic. Phil. X 13; XI 27; Plut. Brut. 25, 1; Dio XLVII 21, 3; Zonar. X 18). В начале 43 г. Долабелла переправился в Азию, в Смирне убил проконсула Требония, одного из заговорщиков против Цезаря, и завладел провинцией (Cic. Phil. XI 5—10; 14; 28; XII 21; 25; XIII 22; XIV 8; Fam. XII 21, 1; 14, 5; 15, 1; Ad Brut. II 3, 1, 5; Liv. Per. 119; Vell. II 69, 1; App. BC III, 26; 61; 64; IV 58; Dio XLVII 29; 30; Oros. VI 18, 6; Zonar. X 18); за это сенат объявил его врагом государства и конфисковал его имущество (Cic. Phil. XI 9; 15—16; 27; 29; XIII 23; 36—39; Fam. XII 15, 2; Liv. Per. 119; 121; App. BC III 61; 64; IV 58; Dio XLVII 28, 5; 29, 4—6; Oros. VI 18, 6). Затем Долабелла набрал два легиона и флот, направился в Киликию, завладел Тарсом и Эгами и вторгся в Сирию; там потерпел поражение при Антиохии, но занял Лаодикею. В Ликии флот Долабеллы был частично захвачен, частично рассеян Публием Лентулом Спинтером, а его конница перешла на сторону республиканцев (Cic. Fam. XII 12, 2, 5; 13, 4; 14; 15; Ad Brut. I 2, 1; Strabo XIV 1, 37; App. BC IV 60; Joseph. AJ XIV 225; Phil. XI 6; 16; 25; Dio XLVII 30; McCabe Tabai 16). С подходом армии Кассия Долабелла потерпел поражение, был заперт в Лаодикее и, видя безнадежность сопротивления, покончил с собой, вероятно, в конце июля 43 г. (Cic. Fam. XII 12, 5; 13, 4; 14, 4; 15, 7; Liv. Per. 121; Strab. XVI 2, 9; Vell. II 69, 2; Sen. Suas. I 7; App. BC IV 60; 62; V 4; Dio XLVII 30; Gell. III 9, 4; Oros. VI 18, 13; Zonar. X 18). В августе 43 г. Цезарь Октавиан, избранный консулом-суффектом, реабилитировал Долабеллу (App. BC III 95).