Diplômée d’un master en histoire moderne de l’université Paris I Panthéon-Sorbonne et titulaire de l’agrégation d’histoire, Domitille de Gavriloff a soutenu à l’EHESS, sous la direction de Cécile Vidal, une thèse intitulée « La porte étroite : missions d’évangélisation et esclavage racial en Martinique et à Saint-Domingue (1635-1789) ». Ses recherches, au sein du laboratoire Mondes Américains et du Centre d’études nord-américaines, portent sur les liens entre religion, race et esclavage au sein du premier empire colonial français. Elle est actuellement ATER en histoire moderne à l’Université de Lorraine.