Née de parents d'origine allemande dont un père professeur de musique le 3 avril 1922 à Evanston, près de Cincinnati (Ohio, États-Unis), Doris Mary Ann Kappelhoff se destine à une carrière de danseuse jusqu'à un double accident d'automobile et domestique, survenus en 1938, contrarie ce projet. L'adolescente touchée par une fracture à la jambe passe alors sa convalescence à écouter la radio.
C'est ainsi qu'elle se découvre une seconde vocation pour le chant et prend des leçons qui l'amènent à faire ses débuts dans le music-hall. Chanteuse dans le groupe de Les Brown, qu'elle quitte pour se marier à Al Jorden, Doris Day (son nom de scène) épouse en secondes noces le saxophoniste George Weidler avec lequel elle s'installe à Los Angeles. À nouveau divorcée, elle entame en 1947 une double carrière au cinéma pour la Warner Bros. dans Romance à Rio et dans la chanson pour le label Columbia. Sa voix claire et sensuelle séduit un large public. En 1951, elle épouse son manager Marty Melcher et donne naissance à leur fils et futur producteur Terry Melcher.
Vedette de comédies familiales et musicales (Calamity Jane, Confidences sur l'oreiller, Pique-nique en pyjama...) Doris Day enchaîne les rôles et les disques de bandes originales de films et de jazz vocal en son nom. Dans L'Homme qui en savait trop, réalisé par Alfred Hitchcock en 1956, elle chante le succès « Que Sera, Sera (Whatever Will Be, Will Be) ». Ses enregistrements personnels dans de multiples styles pop, jazz ou country touchent également le grand public et ses albums génèrent de nombreuses ventes (Day By Day ; The Doris Day Christmas Album). Durant l'âge d'or allant de la fin des années 1950 au milieu de la décennie suivante, Doris Day cumule soixante-seize titres dans les charts américains dont sept numéros un : « Bewitched, Bothered, Bewildered », « A Guy Is a Guy », « If I Give My Heart to You », « Love Somebody », « My Dreams Are Getting Better All the Time », « Secret Love » et « Sentimental Journey ». Par ailleurs, elle enregistre de fameux duos avec Frank Sinatra, Bing Crosby, Dinah Shore, Frankie Laine, Johnny Ray ou Guy Mitchell.
En 1968, elle abandonne le cinéma pour présenter sa propre émission télévisée, The Doris Day Show, que son mari, victime d'un accident cardiaque, n'a pas la chance de voir. Cinq ans après, elle se consacre à la protection des animaux et écrit son autobiographie publiée en 1975, Doris Day: Her Own Story. Les albums The Love Album (1994) et My Heart (2011) sont constitués de titres inédits provenant de séances antérieures. Le 13 mai 2019, Doris Day meurt des suites d'une pneumonie à Carmel (Californie), à l'âge de 97 ans.
