Doris Mary Ann Kappelhoff sinh ngày 3 tháng 4 năm 1922, ở Cincinnati, Ohio.[5] Hai vị thân sinh của bà là Alma Sophia (nhũ danh Welz; 1895–1976), làm nội trợ, và ông William Joseph Kappelhoff (1892–1967), hành nghề thầy giáo âm nhạc và cũng làm nhạc trưởng dàn đồng ca địa phương.[6][7] Tổ tiên hai họ của Doris đều là những người Đức nhập cư.[8] Trong phần lớn cuộc đời, Doris vẫn tin rằng bản thân chính xác được sinh ra vào năm 1924 và luôn khai cáo tuổi của mình tính từ năm đó. Mãi đến sinh nhật thứ 95, khi Associated Press tìm thấy giấy khai sinh đứng tên Doris, hiển thị ngày sinh của bà vào năm 1922, bà mới biết biết được sự thực.[5]

Là con út trong số ba anh chị em, Doris có hai anh trai: Richard (chết non) và Paul (lớn hơn bà ba tuổi). Do có mâu thuẫn trong hôn nhân, không lâu sau khi Doris chào đời, cha mẹ cô đã ly hôn. Từ khi còn nhỏ, Doris đã sớm có niềm đam mê với bộ môn khiêu vũ, và vào giữa những năm 1930, bà quyết định trở thành người khiêu vũ đôi với một người trong nghề mang tên Jerry Doherty, họ cùng nhau biểu diễn tại một số buổi diễn địa phương ở Cincinnati. Tuy nhiên sự nghiệp nhảy múa của Doris bị cắt đứt vào ngày 13 tháng 10 năm 1937, một vụ tai nạn làm bà bị thương nặng phần chân phải, đến nỗi bà quyết định từ bỏ ước mơ trở thành nữ vũ công chuyên nghiệp.