Ông sinh ngày 25 tháng 9 năm Đinh Mão (1807) trong một gia đình khoa bảng ở xã Văn Lư, huyện Gia Lộc, phủ Ninh Giang, tỉnh Hải Dương (nay là thị trấn Gia Lộc, huyện Gia Lộc, tỉnh Hải Dương).[1]

Năm 1827, Đỗ Quang được xung chức Hành tẩu bộ Binh. Khoa thi năm Nhâm Thìn (1832), ông thi đỗ Tam giáp đồng tiến sĩ, được bổ làm quan và lần lượt trải các chức: Tri phủ Diễn Châu, Án sát Quảng Trị, Công bộ thị lang, Lang trung, Thự tham tri bộ Lễ. Ngoài ra, có lúc ông còn làm Toản tu Quốc sử quán, Giảng quan, Giám khảo trường thi Hương và duyệt quyển thi Đình.[2]

Tháng 2 năm 1859, thành Gia Định thất thủ. Trước tình hình rối ren này, năm 1860, triều đình cử Đỗ Quang vào Nam giữ chức Thự Tuần phủ[3] Gia Định để hiệp cùng quan quân đối phó với thực dân Pháp.

Vào Nam không lâu, vào tờ mờ sáng ngày 24 tháng 2 năm 1861, quân Pháp nổ súng tấn công Đại đồn Chí Hòa và ngay tối hôm đó thì đại đồn bị hạ. Thất trận, Đỗ Quang dẫn tàn quân chạy lên Biên Hòa. Đến khi triều đình nghị tội, ông bị cách chức nhưng vẫn được lưu dụng. Trong khi chờ đợi kế sách của triều đình, Đỗ Quang bí mật sai người tới dụ các hào mục và sĩ dân ở Gia Định, khuyên họ đứng ra tuyển mộ quân để chờ đợi thời cơ.

Mùa đông năm đó (1861), quân Pháp từ Gia Định kéo lên vây hãm rồi chiếm lấy thành Biên Hòa, ông bèn dẫn quân chạy xuống Tân Hòa (thuộc Gò Công) để hiệp cùng Phó lãnh binh Trương Định, trấn giữ nơi hiểm yếu ngăn cản lại.[4]

Ở chiến khu, Đỗ Quang nghe tin vào đêm 16 tháng 12 năm 1861, một số dân binh đã tập kích đồn Pháp ở Cần Giuộc (thuộc Long An), gây cho đối phương nhiều thiệt hại. Đổi lại, khoảng hai mươi dân binh đã phải hy sinh. Nghĩa cử đó đã gây niềm xúc động lớn trong nhân dân và trong giới sĩ phu, trong đó có Đỗ Quang. Lập tức, ông sai người đến nhờ Nguyễn Đình Chiểu làm một bài văn tế để đọc tại buổi lễ truy điệu các nghĩa sĩ đã bỏ mình trên.[5]

Trong lúc nhân dân ba tỉnh miền Tây đang kháng cự quyết liệt, thì ngày 5 tháng 6 năm 1862, hòa ước Nhâm Tuất được ký kết, sau khi đại diện nhà Nguyễn là Phan Thanh Giản và Lâm Duy Hiệp thuận giao cho Pháp ba tỉnh miền Đông (Biên Hòa, Gia Định, Định Tường) và đảo Côn Lôn cho quân Pháp.

Sau ngày ấy, triều đình Huế triệu Đỗ Quang về kinh, xung chức Tuần phủ Nam Định, nhưng ông dâng sớ, dùng lời lẽ ôn tồn để xin được cáo quan. Về lại quê nhà không lâu, năm 1863, ông lại được lệnh triệu vào kinh làm Tham tri bộ Hộ, nhưng ông cũng viện cớ xin thôi.

Năm 1864, miền Hải Dương, Quảng Yên bị giặc biển quấy nhiễu, dân tình hết sức khổ cực. Đến lúc ấy, Đỗ Quang ông mới ra nhậm chức Tham tán Hải An. Nhưng sau khi tình hình trong vùng đã ổn định, ông lại trả ấn trở về.

Năm 1866, Đỗ Quang lại có lệnh triệu làm Tuần phủ Bắc Ninh. Ra giúp dân được ít lâu, vào tháng 7 (âm lịch) cùng năm, ông bị ốm nặng, phải xin vua cho về nghỉ. Bệnh không khỏi, vào tháng 9 (âm lịch) năm đó (Bính Dần, 1866), ông mất lúc 59 tuổi.[6]