Необходимо ли выносить docker окружение в отдельный репозиторий?
Правильно - хранить код в одном репозитории.
На проде не требуется даже иметь гит или что там у вас в качестве системы контроля версий.
Нужно настраивать CI/CD так, чтобы в контейнер на прод выкатывались только нужные файлы и каталоги, ничего лишнего.
Очень удобно, когда в девелоперском окружении код работает без докера, но сопутствующие вещи вроде БД и прочих сервисов удобно держать в контейнерах и на девелоперской машине. Так проще развёртывать среду разработки и быстрее вводить сотрудников в процесс. Технически нет особых проблем, чтобы настроить удалённую отладку прямо внутри контейнера. так можно приблизить девелоперское окружение к продовой конфигурации.

Вообще очень многое зависит от сложности вашего проекта, от количества и связности ваших модулей, от механизмов, направленных на масштабируемость.

Храните всё, что нужно для CI/CD в том же репозитории где код. Там же у вас лежат тесты (не нужные в продакте), вспомогательные скрипты, артефакты тулинга и прочее.
Поищите, в гитхабе есть много так называемых "КукиКаттеров". Это инструмент, для шаблонизации проектов на разных стеках. Как правило в созданной по такому шаблону заготовке проекта уже есть всё не обходимое для CI/CD.
Dockerfile очень зависит от путей, хранить в другом репозитории неудобно.