Urodzona jako Doris Mary Ann Kappelhoff, przyszła gwiazda karierę rozpoczynała jako tancerka. Jednakże poważny wypadek samochodowy zakończył jej marzenia o zostaniu primabaleriną. Za namową matki Doris zaczęła szkolić swój głos i już w wieku 14 lat została dostrzeżona przez pracowników lokalnej stacji radiowej, którzy umożliwili jej debiut na antenie. Krótko po tym dziewczyna poznała muzyka Barneya Rappa. To on namówił ją do zmiany nazwiska proponując zamiast Kappelhoff krótsze i bardziej swojsko brzmiące Day.
W 1947 roku Doris Day podpisała kontrakt z wytwórnią fonograficzną Columbia Records, dla której nagrała takie przeboje jak "Love Somebody", "Secret Love" i "Que sera, sera". Rok później popularna już piosenkarka debiutuje na dużym ekranie rolą w musicalu "
Romans na pełnym morzu". Tam po raz pierwszy widzowie usłyszeli jedną z najpopularniejszych piosenek w jej karierze, "It’s Magic". Zarówno ta kompozycja, jak i sam film uczyniły Doris Day jedną z najpopularniejszych aktorek Hollywood.
W latach 50. wystąpiła w kilkunastu produkcjach, wśród których obok musicali znalazły się również dramaty. Dekadę później była już gwiazdą romantycznych komedii, w których partnerowali jej najwspanialsi ekranowi amanci:
Cary Grant,
James Garner,
Rod Taylor i
Rock Hudson. W roku 1960 Doris Day otrzymała nominację do Oscara w kategorii najlepsza aktorka za kreację w filmie "
Telefon towarzyski". W kwietniu 1968 roku nagle zmarł trzeci mąż aktorki – menadżer i producent Marty Melcher. W wyniku nietrafionych inwestycji męża Doris Day pozostawała praktycznie bez pieniędzy, co jednak jej nie załamało. Szybko odzyskała swoją dawną pozycję dzięki popularnemu programowi telewizyjnemu "
The Doris Day Show".
Gwiazda była aktywną działaczką na rzecz praw zwierząt, większość swojego czasu poświęcała na działalność w takich organizacjach, jak Animal League oraz Animal Foundation. Aktorka zmarła 13 maja 2019 roku w wieku 97 lat.