Doris Mary Ann Kappelhoff, ki se je rodila v Cincinnatiju leta 1922 (dolgo so mislili, da je rojena leta 1924), je bila nemških korenin, kot pevka pa je začela nastopati z različnimi orkestri že konec tridesetih let. Pravzaprav je želela postati plesalka, a je, potem ko se je leta 1937 hudo poškodovala v prometni nesreči in je bila njena plesna kariera končana, začela peti. Na srečo je imela izvrsten glas. Učitelji in vodje orkestrov so bili navdušeni nad njo, edino priimek Kappelhoff je bil predolg, zato so ga spremenili v Day.
Prvi veliki uspeh, ki ga je dosegla, je bil eden njenih največjih. Leta 1945 je z orkestrom Lesa Browna posnela skladbo Sentimental journey, uspešnico, ki je postala neuradna himna ameriških vojakov, ki so se po vojni vračali iz Evrope. Popevka je bila na prvem mestu ameriške lestvice kar devet tednov. Pred tem je bila sedem tednov na prvem mestu z manj znano popevko My dreams are getting better all the time. Do sredine petdesetih let je bila s petimi skladbami prva na ameriški lestvici najbolj prodajanih skladb, dvakrat ji je to uspelo v Veliki Britaniji. Tudi leta 1956, ko je za enega najboljših filmov Alfreda Hitchcocka Mož, ki je preveč vedel zapela (za mnoge) svojo najboljšo pesem Que sera, sera (Whatever will be, will be), ki je zasedla drugo mesto ameriške lestvice in dobila oskarja za najboljšo filmsko skladbo leta 1957. Hitchcock ni dobil nobenega drugega oskarja. Prav tako ne Doris Day kot igralka, kljub eni nominaciji, kot pevka pa je prejela še enega, in sicer leta 1954, ko je v filmu Calamity Jane zapela uspešnico Secret love.
Nastopila je v več kot 30 filmih
Čeprav kot igralka niti približno ni bila tako cenjena kot pevka, je treba omeniti, da je nastopila v več kot tridesetih filmih. Nastopala je v tipičnih komedijah, ki jih ameriška akademija navadno ne uvršča med najboljše. Prvič je igrala leta 1948 v zmerno uspešni komediji Romanca na odprtem morju v režiji Michaela Curtiza in potem še največkrat v vlogah, v katerih je igrala in prepevala. Predvsem v glasbenih komedijah, vestern komedijah, muzikalih, romantičnih komedijah ali kar vseh naštetih žanrih skupaj. Zdaj se sliši skoraj neverjetno, da so jo leta 1960, 1962, 1963 in 1964 razglasili za najpopularnejšo igralko v ZDA. Na platnu je nastopila z vsemi igralci, ki so v filmskem svetu kaj pomenili – ali obrnjeno, kdor je v filmskem svetu kaj pomenil, je moral igrati z njo: Jack Carson, Errol Flynn, Joan Crawford, Edward G. Robinson, Gary Cooper, Patricia Neal, Kirk Douglas, Lauren Bacall, James Cagney, Ronald Reagan, Ginger Rogers, Richard Widmark, Rock Hudson, David Niven, James Garner, Rod Taylor, George Kennedy…
V zasebnem življenju ena največjih hollywoodskih igralk vseh časov ni bila niti približno tako uspešna kot na platnu in na ploščah. Štirikrat je bila poročena, s partnerji je imela težave, največkrat povezane s financami. Najhuje je bilo leta 1968, ko je umrl njen tretji mož Martin Melcher. Doris Day je bankrotirala. Reševala se je z nastopi na televiziji, hkrati pa je tožila odvetnika, a je na denar oziroma poravnavo čakala do leta 1979. Leto pred tem je Dayeva, tradicionalna republikanka in zaprisežena vegetarijanka, ustanovila Doris Day pet foundation, ki se je kasneje preimenoval v Doris Day animal foundation, organizacijo za zaščito in pravice živali. Po smrti zadnjega moža in sina je bila v zadnjih letih najbolj predana prav svojim hišnim ljubljenčkom.