À frente de filmes como A indomável, O homem que sabia demais (de Alfred Hitchcock) e Ardida como pimenta, Day se tornou uma das atrizes-cantoras mais populares da era dourada dos musicais hollywoodianos. Chegou a gravar 29 discos e atuou em mais de 44 filmes.
Defensora dos animais
Além do cinema, Day era uma ativista conhecida. Embarcou com determinação em causas como a defesa dos direitos dos animais ao fundar a Doris Day Foundation, uma instituição sem fins lucrativos para atuar na proteção dos animais. No final da década de 1960, a atriz migrou para a televisão e tocou, até 1973, o The Doris Day Show, transmitido pela CBS.Day nunca chegou a ganhar um Oscar, mas foi indicada para Melhor Atriz, em 1960, por Confidências à meia-noite. Em 1991, recebeu da American Comedy Awards o prêmio pelo conjunto da obra e, durante a carreira, foi contemplada com seis Globos de Ouro.