Sarışın, neşeli Donna Mills oyunculuğa doğduğu şehir olan Chicago'da yerel amatör ve profesyonel yapımlarda başladı. Donna Broadway'de Woody Allen'ın "Don't Drink the Water'" adlı oyununda harem kızı olarak sahneye çıktı; ardından Manhattan merkezli The Secret Storm (1954) ve Love Is a Many Splendored Thing (1967) adlı TV dizilerinde tekrar eden roller oynadı. İlk filmi, başrollerini Martin Sheen ve Beau Bridges ile paylaştığı sert bir dram olan Korkunç Olay (1967) oldu. Kült gerilim Ölümün Sesi'nde (1971) Clint Eastwood'un tehlikedeki kız arkadaşını oynadıktan sonra, Mills çok sayıda yüksek reytingli dizide konuk oyuncu olarak rol aldı ve genellikle zor durumdaki genç kız tiplemesiyle TV için yapılan filmlerde kendine bir yer edindi. Beyaz perdede ise Başı O Sonu O (1975) filminde Don Stroud ile birlikte rol alarak bir başka başarıya imza attı. Donna, gece dizisi Knots Landing'de (1979) Dallas'ın (1978) "kara koyunu" Gary Ewing'in (Ted Shackelford) ikinci karısı Abby Cunningham Ewing rolüyle ekrandaki imajını titreyen çaresizlikten hesapçı hoyratlığa sonsuza dek değiştirdi; tesadüfe bakın ki Mills, kısa ömürlü sitcom The Good Life'ta (1971) J. R. Ewing'in kendisiyle (nam-ı diğer Larry Hagman) birlikte rol almıştı. Üç kez Soap Opera Digest Award for Outstanding Villainess ödülünü kazandı: 1986, '88 ve '89. Ayrıca Prime Time Dizilerinde Başrolde En İyi Kadın Oyuncu dalında Soap Opera Digest adaylığı kazandı. Abby rolünde geçirdiği dokuz yılın ardından Mills, başka fırsatların peşinde koşmak için uzun soluklu diziden ayrılmaya karar verdi. Birçoğunun yapımcılığını üstlendiği ve genellikle önemli sosyal konuları vurgulayan bir dizi televizyon filminde başrol oynamaya devam etti. Bunlar arasında Yeniden Başlamak (1988), The World's Oldest Living Bridesmaid (1990), Runaway Father (1991), In My Daughter's Name (1992) ve My Name Is Kate (1994) yer alıyor. Mills, 1993'teki final bölümü için Knots Landing'e geri döndü ve yeniden birleşme mini dizisi Knots Landing için tekrar rol aldı: Back to the Cul-de-Sac (1997) için geri döndü. Bu arada Melrose Place'de (1992) Jane Mancini'nin (Josie Bissett)'annesi olarak kısa bir süre yinelenen konuk rolü oynadı. Donna 2014 yılında ABC General Hospital'a (1963) bir başka zengin baş belası Madeline Reeves rolüyle katıldı. Bu rolüyle Drama Dizilerinde En İyi Konuk Oyuncu dalında Daytime Emmy Ödülü'nü kazandı. Donna o zamandan beri Joy (2015) ve Hayır (2022) adlı sinema filmlerinde rol aldı ve Queens of Drama (2015) adlı reality şovda oynadı.Donna uzun süredir Easter Seals, Women in Film ve ECO (Dünya İletişim Ofisi) gibi çeşitli siyasi ve insan hakları davalarının destekçisi olmuştur. Evli olmayan Donna, 1994 yılında Chloe adında bir kız çocuğu evlat edinmiştir. Uzun süredir birlikte olduğu erkek arkadaşı Larry Gilman ile Beverly Hills'te yaşamaktadır. Daha önce Richard Holland ile uzun süreli bir ilişkisi olmuştur.