桃莉羊的誕生是由蘇格蘭羅斯林研究所（The Roslin Institute）利用英國生物技術與生物科學研究委員會 （Biotechnology and Biological Sciences Research Council，BBSRC）所提供的資金進行的一項令人矚目的實驗。
桃莉羊是第一個以成體動物細胞進行複製而產生的複製動物，她的誕生也意味著就算不是運用精子或卵子這樣的生殖細胞，運用已經分化的細胞，也能夠生產出和原細胞基因完全相同的子代。
桃莉羊的誕生是當時羅斯林研究所所進行的一系列研究中的其中一環。羅斯林研究所當時希望能夠發展新技術來生產基因改造的家畜，藉此減少未來研究中需要用到的動物數量，並附帶能夠以綿羊羊奶製造有用的蛋白質。
在研究團隊從一隻黑臉蘇格蘭母羊中取得未受精的卵子，再從另一隻白臉芬多斯母綿羊中取得乳腺細胞，將黑臉母羊的未受精卵細胞去除細胞核後，和白臉羊的乳腺細胞互相融合，融合的細胞在試管內分裂複製形成胚胎，再送入黑臉母羊的子宮中。經過這一連串的步驟，桃莉羊在 1996 年 7 月 5 日由黑臉羊代理孕母產出，誕生在這個世界上。桃莉出生的當下就證明了她身為一隻複製羊的身分，雖然被黑臉羊媽媽生出來，但她有著一張白臉，和提供乳腺細胞的母羊媽媽一樣。她的基因來自白臉母羊的乳腺細胞。
桃莉羊的誕生直到 1997 年 2 月 22 日才被公諸於世，立刻受到各界的熱烈的關注，並引起正反雙方對於複製動物技術的好處以及潛在的問題展開激烈的辯論。公開桃莉的存在之後的一星期內，羅斯林研究所就接到來自世界各地三千多通電話。
看好 iPS 細胞發展
桃莉終其一生都被豢養在羅斯林研究所，很少出現在鎂光燈之下，並回歸一隻平凡的綿羊該有的生活模式。在她後來的生命裡，和一隻叫做 David 的公羊交配，總共生下了 6 隻小羊。2000 年 9 月，在桃莉的最後一個孩子出生之後，桃莉被發現受到綿羊肺腺瘤病毒（Jaagsiekte sheep retrovirus，JSRV）的感染，並導致肺癌。那一次病毒感染的爆發，除了桃莉之外，羅斯林研究所中也有其他羊隻同樣受到感染。
桃莉繼續過著和普通被豢養的綿羊一樣的平凡生活，直到 2003 年 2 月她開始出現咳嗽的症狀。經過電腦斷層攝影（CT scan）檢查發現桃莉肺部出現腫瘤，研究團隊最終希望讓桃莉可以少經歷一些痛苦，不必面對和病魔纏鬥的痛苦過程，而決定讓桃莉被安樂死。桃莉的一生在 2003 年 2 月 14 日畫下句點，結束了她特別而備受關注的 6 年生命。
雖然複製動物一直以來引發許多科學以及道德倫理的爭議，至今仍爭論不休，因此複製動物的技術雖然早已出現 20 年以上，但仍然是不可觸碰的禁忌。但除此之外，桃莉羊的出現也帶給了科學界除了複製動物之外的種種啟發，最有名的便是再生醫學領域相關的「誘導性多功能幹細胞」研究，生技領域通常稱之為 iPS 細胞（Induced pluripotent stem cells）。
在桃莉出生前，一般認為成年的動物細胞是無法回復到年輕細胞的狀態，更不要說重新變回胚胎發育成新生個體。但桃莉羊的胚胎就是來自成年羊的乳腺細胞，也就同時證明了已經分化的成熟細胞還能夠「逆齡」回到從前的狀態。
這項研究結果在後來也促成了科學家發現了成熟分化細胞也回到未分化的幹細胞的秘密，也就是日本京都大學教授山中伸彌從老鼠纖維細胞發現的 iPS 細胞。這項研究使得山中伸彌教授在 2012 年獲得諾貝爾生理學或醫學獎，而 iPS 細胞未來在再生醫學領域可能的發展也一直是各界看好並熱切關注研究的主題。