Hollywoodská hvězda a zanícená bojovnice za práva zvířat se na pěvecké scéně poprvé prosadila už na sklonku druhé světové války, za svůj život natočila přes třicet alb. Poprvé prorazila s hitem A Sentimental Journey, zpívala s nejslavnějšími big bandy své doby.
V 50. a 60. letech se stala také známou herečkou. V roce 1956 obletěla svět píseň Que Será, Será, kterou Dayová zazpívala ve filmu Alfreda Hitchcocka Muž, který věděl příliš mnoho. Populární byla i v tehdejším Československu. Jejími filmovými partnery byli Frank Sinatra, Ronald Reagan, Jack Lemmon, Rock Hudson, Kirk Douglas nebo Clark Gable.
V druhé polovině 60. let měla Dayová svou vlastní televizní The Doris Day Show, po jejímž skončení v roce 1973 se stáhla do ústraní a věnovala se především charitě spojené se zvířaty. Založila i vlastní nadaci Doris Day Animal Foundation. Ještě v roce 2011 však nahrála album My Heart, které se v Británii dostalo do první desítky tamní hitparády.
Blonďatá krasavice se zářivým úsměvem sice Oscara za své filmové role nikdy nezískala, ale v roce 2004 jí tehdejší prezident George Bush mladší udělil Prezidentskou medaili svobody, nejvyšší civilní vyznamenání ve Spojených státech. Dayová se až do vysokého věku těšila pevnému zdraví, příčinou její smrti byl podle agentury AP zápal plic.
