Doris Dörrie wird 1955 als Tochter eines Arztes geboren. Nach dem Abitur an einem humanistischen Gymnasium in Hannover studiert sie von 1973 bis 1975 Theaterwissenschaft und Film in Stockton/Kalifornien und New York. Von 1975 bis 1978 ist sie an der Hochschule für Film und Fernsehen in München eingeschrieben. Ihr Abschlussfilm ist Der erste Walzer (1978). Nach dem Studium arbeitet sie als Filmkritikerin und Redaktionsassistentin beim Bayerischen Rundfunk und dreht Dokumentarfilme für verschiedene Fernsehsender.

Doris Dörries erster Kinofilm, Mitten ins Herz, ist 1983 der bundesdeutsche Beitrag auf den Filmfestspielen in Venedig. Ein Jahr später dreht sie das Roadmovie Im Innern des Wals (1984). Die Beziehungskomödie Männer (1985) wird mit fast 5 Mio. Zuschauern nicht nur in Deutschland der erfolgreichste Film des Jahres, sondern findet auch international große Beachtung. Die ganz besondere Verbindung von Leichtigkeit und Niveau wird allgemein gelobt. Es folgen der Ehe-Katastrophenfilm Paradies (1986), die Verfilmung des Romans von Alberto Moravia, Ich und Er (1988), die Satire Geld (1989), die Verfilmung des  Romans von Jakob Arjouni, Happy Birthday, Türke (1992) und die Tragikomödie Keiner liebt mich (1994). Sie basiert auf Doris Dörries Kurzgeschichte Orfeo. Grundlage ihres Episodenfilms Bin ich schön? (1998) ist ihr gleichnamiger Erzählungsband (1994), die Komödie Nackt (2002) beruht auf ihrem Buch Happy. Ein Drama (2001). Auch den  folgenden Filmen liegen meistens eigene literarische Vorlagen zu Grunde. 

Als Autorin tritt Doris Dörrie 1987 mit dem Band Liebe, Schmerz und das ganze verdammt Zeug. Vier Filmstories an die Öffentlichkeit. 1989 erscheint der Erzählband Was wollen Sie von mir, 1991 die Erzählung Der Mann meiner Träume und der Erzählband Für immer und ewig. Der Kritiker Joachim Kaiser lobt die originellen und einleuchtenden Beobachtungen „über die langen Schwierigkeiten oder kurzen Herrlichkeiten zwischenmenschlicher Beziehungen“.

Für den 1994 erscheinenden Erzählband Bin ich schön? wird Doris Dörrie 1995 mit dem Ernst-Hoferichter-Preis ausgezeichnet.

1998 veröffentlicht sie ihr erstes Kinderbuch Lotte will Prinzessin sein, vier weitere Lotte-Bände folgen. 2002 beginnt sie mit ihrer Mimi-Kinderbuch-Reihe. Insgesamt publiziert sie 10 Kinderbücher.

Ihren ersten Roman, Was machen wir jetzt? (2000) veröffentlicht Doris Dörrie parallel zum Kinostart ihres themengleichen Films Erleuchtung garantiert. Sie schildert darin „mit erzählerischem Übermut und einer Unbeschwertheit, die in der deutschen Literatur sonst kaum einer besitzt“, so der Filmkritiker Michael Althen, den aktuellen Generationenkonflikt. Auch ihr mit dem Deutschen Bücherpreis ausgezeichneter Roman Das blaue Kleid (2002) ist autobiographisch geprägt.

Nach Regiarbeiten an der Berliner und an der Bayerischen Staatsoper, am Staatstheater am Gärtnerplatz und bei den Salzburger Festspielen tritt Doris Dörrie 2007 mit dem Roman Und was wird aus mir? und dem Film Kirschblüten – Hanami an die Öffentlichkeit. Er wird 2008 auf der Berlinale mit dem Deutschen Filmpreis in Silber gewürdigt und im selben Jahr mit dem Bayerischen Filmpreis ausgezeichnet. Für ihren Film Glück wird ihr 2012 bei der Verleihung des Bayerischen Filmpreises der Regiepreis verliehen.

Neben zahlreichen Auszeichnungen für ihr filmisches Werk erhält Doris Dörrie 2000 den Bayerischen Verdienstorden, 2002 den Kulturellen Ehrenpreis der Stadt München, 2005 den „Pro meritis scientiae et litterarum“ des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst.

Ihr literarisches Werk ist im Diogenes Verlag erschienen.

Doris Dörrie lebt in München, wo sie seit 1997 als Professorin an der Hochschule für Film und Fernsehen lehrt.