Dilber Ay, 1956 yılında Kahramanmaraş'ın Pazarcık ilçesinde Yörük ve Alevi Kürt kökenli bir ailenin kızı olarak dünyaya geldi. Aşiretinin kökeni Halep'e dayanmaktadır. Babasının adı Hüseyin Ay olan sanatçı, yoksul bir çocukluk geçirdi; ilkokulun üçüncü sınıfından ötesine gidemedi. 1969'da ailesi önce Ankara'ya, ardından Bolu-Düzce bölgesine göç etti. Henüz 13 yaşındayken yaşlı bir adamla evlendirilen Dilber Ay, o dönemde eğitim hakkını da fiilen yitirdi.
Müzik Kariyerinin Başlangıcı
Düzce'deki zorlu yıllarda bir kapı aralandı: TRT radyocularının güzel ses arayışıyla düzenlediği yarışmada "Gönül Gel Seninle Muhabbet Edelim" türküsüyle birinci oldu. Bu zafer, sesi aracılığıyla kendi hayatını yeniden yazmasının başlangıcı oldu. Radyoda tanınan isim haline geldikten sonra onlarca yıl boyunca sahneye ve stüdyoya girmeyi sürdürdü; toplamda 60'tan fazla albüm yayımladı. Evlatlıklarını bu albümlerden kazandığı parayla büyüttü. Müzik kariyerinin ilk kayıtları 1974'te çıkan Dilberay albümüyle belgelendi; ardından Barak Muhabbeti, Postacı Emmi, Oturak Havaları gibi çalışmalarla Anadolu halk müziğinde kendine sağlam bir yer edindi.
Sinema ve Televizyon
Dilber Ay, perdeyle olan ilişkisini 2006 yılında güçlü bir çıkışla resmileştirdi. Sırrı Süreyya Önder ve Muharrem Gülmez'in yönetmenliğini üstlendiği Beynelmilel'de Arzum Çilem karakterine hayat verdi. Filmin oyuncu kadrosunda Oktay Kaynarca, Özgü Namal ve Meral Okay gibi isimler de yer aldı. Bu role verdiği güçlü performansla 2007'de 14. Altın Koza Film Festivali'nde En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu ödülünü kazandı. Sonraki yıllarda Türker İnanoğlu'nun yapımcılığını üstlendiği Hayat Sana Güzel'de (2014) Satı Ana rolünü canlandırdı; Mazlum Kuzey (2014) ile Arka Sokaklar dizisinde de (2016–2018) ekrana çıktı. 2011'de ise Flash TV'de Kadere Mahkumlar programının sunuculuğunu yaptı.
Kişisel Yaşam ve Son Yıllar
İlk evliliğinden Filiz ve Satı adında iki kızı dünyaya geldi; o evlilik daha sonra sona erdi. Yaklaşık on yıl Almanya'da, özellikle Frankfurt'ta yaşayan Dilber Ay, bu dönemde çıkan kavgalar nedeniyle iki kez hapis yattı. 1998'de İbrahim Karakaş ile evlendi ve bu birliktelikten Ünal Karakaş adında bir oğlu oldu. 29 Nisan 2019'da Ankara Eğitim ve Araştırma Hastanesi'nde geçirdiği kalp krizi sonucu, 63 yaşında hayata gözlerini yumdu.