Doris Day nació con el nombre de Doris Mary Ann Kappelhoff en Evanston, Ohio, el 3 de abril de 1924, siendo hija de inmigrantes de origen germano. Fue la menor de dos hijos, fue llamada «Doris» por la actriz del cine mudo Doris Kenyon. Sus padres se divorciaron siendo ella una niña.
Ya desde pequeña Day empezó a bailar ganando un contrato que le permitió, con tan sólo doce años, viajar a Hollywood, California con su compañero, Jerry Doherty. A los 16 años Doris sufrió un accidente automovilístico que le impidió cumplir sus sueños de ser bailarina, por lo que se concentró en el canto y en la actuación.
Al poco tiempo, la futura actriz comenzó su carrera profesional en 1939 formando parte de las llamadas big bands. En esa época acompañó a cantantes como Barney Rapp, Bob Crosby y Les Brown en las actuaciones que realizaban en vivo en clubes nocturnos y teatros. Fue el propio Barney Rapp quien le sugirió que cambiase su nombre por el de «Doris Day», por la canción «Day after Day» que era parte de su repertorio. A ella nunca le ha gustado su nombre artístico, ya que piensa que suena a nombre de stripper; sin embargo, su nombre siempre ha estado asociado a una imagen de inocencia.
Junto a Les Brown lanzó más de una decena de discos sencillos, entre ellos «Sentimental Journey» y «My Dreams Are Getting Better All the Time», canciones que alcanzaron el primer puesto de la lista de popularidad estadounidense Billboard Hot 100.A finales de los años 1940, Day comenzó a participar en audiciones para películas. En 1948 ocurrió su debutó en el cine en la película musical «Romance on the High Seas» («Romance en alta mar»), donde interpretó a Georgia Garrett; para conseguir dicho trabajo compitió con un total de 100 actrices que también querían ese papel. Allí fue dirigida por Michael Curtiz y compartió escena con Jack Carson y Janis Paige.
Para la Warner Bros, la artista rodó otros musicales, entre ellos «Starlift», «By the Light of the Silvery Moon» y «Tea for Two». En 1953 interpretó «Calamity Jane» («Doris Day en el Oeste»), película que ganó el Óscar a la mejor canción original por «Secret Love».
En 1955, recibió algunas de las mejores críticas de su carrera artística por la interpretación de la cantante Ruth Etting en «Quiéreme o déjame», junto a James Cagney. Además de Cagney, Day ha compartido cartel con algunas de estrellas masculinas más importantes de Hollywood, como James Stewart, Cary Grant, David Niven o Clark Gable.
En la película de 1956 de Alfred Hitchcock «El hombre que sabía demasiado», cantaba la canción «Whatever Will Be (Que Sera, Sera)», que ganó el Oscar. Según cuenta Jay Livingston (autor de la canción junto a Ray Evans), Day prefería otra canción de la película, «We’ll Love Again», e intentó no grabar la canción «Que Sera, Sera». Cuando los estudios le obligaron a grabarla, cedió, pero después de grabar la escena comentó a un amigo de Livingston, «Es la última vez que oirás esta canción». «Que Sera, Sera» se convirtió en la canción identificativa de Day, usado en su película «No os comáis las margaritas» y en la canción de cabecera de su programa de televisión. La canción fue versionada por Sly & the Family Stone en 1973.La actriz protagonizó junto a Richard Widmark el largometraje dirigido por Gene Kelly, «The Tunnel of Love» («Mi marido se divierte»), de 1958. La película le supuso su primera nominación al Globo de Oro por Mejor actriz de Comedia o musical. Posteriormente, actuó junto a Rock Hudson en la comedia romántica «Pillow Talk» («Confidencias a medianoche») (1959), bajo la dirección de Michael Gordon, también con gran éxito de crítica y taquilla. El papel le trajo su primera y única nominación al premio Óscar en la categoría de Mejor actriz y una nueva candidatura al Globo de Oro Mejor actriz de Comedia o musical.
A partir de esa película Doris Day llegó a la cúspide de su popularidad con una serie de comedias de costumbres que mostraban la implacable guerra de sexos de una generación: «La indómita y el millonario» (1959), «Pijama para dos» (1962), «Suave como el visón» (1962), junto a Cary Grant y «Su pequeña aventura» (1962) con James Gardner.Los escasos papeles dramáticos que ha interpretado («Storn Warning», «El hombre que sabía demasiado» o «Un gruto en la niebla»), han servido para demostrar que su capacidad no se ha limitado únicamente a papeles de los considerados ligeros.
A pesar del paso del tiempo y del cambio de gustos del público, Day se quedó estancada en el mismo tipo de películas. La crítica y el público comenzó a cansarse de la películas que interpretaba. Siguiendo los consejos de su tercer marido, Marty Melcher, interpretó «Capricho» («Caprice» (1967)) junto a Richard Harris, y que según la propia actriz es una de sus peores interpretaciones. También asesorada por su marido, Day rechazó el papel de Mrs. Robinson en «El graduado» (papel que fue a parar a manos de Anne Bancroft).
A la muerte de Melcher, Doris descubrió que éste había despilfarrado toda la fortuna de la actriz, dejándola en la quiebra. Doris demandó a Jerry Rosenthal, socio de su marido, por posible estafa, ganándole la demanda y haciéndole pagar una cantidad de 20 millones de dólares. Además, también descubrió que su difunto marido había firmado un contrato para que la actriz realizara una serie de televisión. Entre 1968 y 1973, protagonizó su propia sitcom, «The Doris Day Show», que tenía como canción de cabecera el tema «Que Sera, Sera». Desde que terminó la serie, ha estado prácticamente retirada del mundo del espectáculo.
Una memorable actuación fue la que hizo al lado de Kirk Douglas en «A Young Man with a Horn», en la cual aparece como villana Lauren Bacall y en la que Harry James interpreta la trompeta que simulaba tocar Kirk. El filme no tuvo mucho éxito comercial pero es memorable por las interpretaciones de James y las actuaciones de Doris y Kirk.Desde que «Doris Day’s Best Friends» llegó a su fin, Day se retiró del espectáculo. Tras publicar su autobiografía donde explicaba que no fue feliz en ninguno de sus cuatro matrimonios («mi vida ha sido el papel más dificil que me ha tocado interpretar», decía en el libro), se ha dedicado a la promoción de los derechos de los animales. Creó la Liga Animal Doris Day (The Doris Day Animal League) para la protección de los animales en peligro, siendo actualmente una de las más influyentes activistas de ese movimiento. En el 2011, saca un álbum llamado:»My heart», con 87 años.
En 2011 la Asociación de Críticos de Los Angeles han premiado la trayectoria de la actriz: «Fue el epítome de la «chica de al lado encantadora». Tanto en sus habituales comedias ligeras como en vehículos más dramáticos, Doris Day fue la máxima estrella de Hollywood en los años 60 en deliciosas interpretaciones», dijo Simon Bent, presidente de la Asociación de Críticos. Durante décadas, se especuló con el por qué no se le había entregado un Oscar honorífico, pero era conocida la aversión de la estrella a asistir a actos de primer rango y alfombras rojas.
Doris Day falleció a los 97 años en su casa de Carmel Valley, en California el 12 de mayo de 2019 a consecuencia de una neumonía.
