Dilan Yeşilgöz, orta öğrenimini, 1991-1997 yılları arasında Amersfoort'ta tamamladı ve daha sonra Vrije Universiteit Amsterdam'da sosyal ve kültürel bilimler okudu. 2003 yılında Kültür, Organizasyon ve Yönetim alanında yüksek lisans derecesi aldı.
Siyasi yaşamına Sosyalist Parti'de başlayan Yeşilgöz-Zegerius, partinin Amersfoort şubesinde yönetim kurulu üyeliği görevini üstlendi. Sonrasında İşçi Partisi'nin gençlik delegasyonu için yazmaya başladı ve GroenLinks'te staj yaptı. 2014-2017 yılları arasında Amsterdam belediye meclisinde yer aldı. 2014 belediye seçimlerinde, Özgürlük ve Demokrasi için Halk Partisi listesinde dördüncü sırada yer aldı. 2017 genel seçimlerinde Temsilciler Meclisine seçildi. İlk başta partisinin adalet ve güvenlik sözcüsü olarak görev yaptı, fakat akabinde iklim ve enerji politikası alanlarında çalıştı.
25 Mayıs 2021'de, Mona Keijzer ile birlikte görevden alınan üçüncü Rutte kabinesinde Ekonomik İşler ve İklim Politikasından Sorumlu Devlet Bakanı olarak atanan Yeşilgöz, 10 Ocak 2022'de dördüncü Rutte kabinesinde Adalet ve Güvenlik Bakanı olarak atandı. Mark Rutte'nin istifasından sona Yeşilgöz-Zegerius VVD'nin bir sonraki lideri olmak için adaylığını açıkladı. Parti yönetim kurulu onu bu göreve aday gösterdi. 14 Ağustos'ta resmen VVD'nin parti lideri oldu.
Dilan Yeşilgöz 2014 yılında René Zegerius ile evlidir.
