Dora Doll, die Tochter eines russisch-jüdischen Bankiers, der nach der Revolution von 1917 ausgewiesen wurde, wurde 1922 in Berlin geboren. Ende der 1930er-Jahre kam sie nach Frankreich und wollte Schauspielerin werden. Sie sprach bereits Russisch und Deutsch und lernte bald Französisch, dann Italienisch und Englisch. Einer ihrer ersten Filmauftritte war als Juliette in Henri-Georges Clouzots „Manon“ (1949). Sie spielte Lola in Jacques Beckers „Touchez pas au grisbi“ (1954) und Genisse in Jean Renoirs „French Cancan“ (1955). 1976 war sie in der französischen Fernsehserie „Hôtel Baltimore“ in der Rolle der Suzy zu sehen. 1977 spielte sie in Fred Zinnemanns „Julia“ die weibliche Passagierin, die Lillian Hellman (Jane Fonda) begleitete, als diese 50.000 Dollar für ihre Freundin Julia (Vanessa Redgrave) durch Nazi-Deutschland schmuggelte. 1982 wirkte sie in Ettore Scolas „Die Nacht in Varennes“ mit. Ende der 1990er-Jahre verkörperte sie die Großmutter Louise Chantreuil in der Fernsehserie „Tide of Life“. Sie war zweimal verheiratet. Ihr erster Ehemann war der Schauspieler Raymond Pellegrin, mit dem sie eine Tochter, Danielle, hatte. Später heiratete sie François Deguelt. 1993 wurde Dora Doll für ihr Lebenswerk mit dem Prix „Reconnaissance des cinéphiles“ von Puget-Théniers ausgezeichnet. Sie wurde im Jahr 2000 zum Ritter des französischen Nationalverdienstordens ernannt. Dora Doll starb am 15. November 2015 im Alter von 93 Jahren in ihrem Haus in Gard, Frankreich.