Doriana Mendes nasceu em Bauru e iniciou seus estudos de dança clássica aos cinco anos de idade em Ribeirão Preto, passando por diversas escolas do interior de São Paulo e logo pela Escola de Ballet do Teatro Castro Alves em Salvador-BA. Aos quinze anos começou a dar aulas no estúdio da Associação Luso-Brasileira em Bauru e aos dezesete, incentivada por Yola Guimarães, viajou para estudar dança em New York com professores do Alvin Ailey American Dance Center e nos estúdios de David Howard e Jenniffer Müller. Teve também entre seus mestres Tatiana Leskowa, Aldo Lotufo, Ceme Jambay, Ricardo Ordóñez, Sonia Motta e Renato Vieira. Como atriz, teve aulas com grandes mestres-atores como Sérgio Britto, Cláudio Corrêa e Castro e a mímica Denise Stoklos.

Em 1984 estreou no Teatro de Arena do Rio de Janeiro o musical A Lenda da Pérola, cujo diretor musical "descobriu" o potencial de Doriana como cantora. Desde esse momento, ela começou a estudar canto popular com Marco D'Antonio e dois anos depois canto lírico com Graziella de Salerno no Conservatório Brasileiro de Música. Após estudar com o maestro Andé Vivanti e com a soprano Carol Mc Davit decide, em 1995, ingressar no Bacharelado em Canto da Universidade do Rio de Janeiro (UNIRIO), onde teve Eliane Sampaio como professora.

Foi solista e assistente da coreógrafa Regina Miranda na Cia. AtoresBailarinos-RJ de 1986 a 1997, ano em que sua carreira começou a centrar-se prioritariamente no canto lírico, não sem antes ter se apresentado com Tim Maia e com Jorge Ben Jor, deixando dois CDs e um DVD lançados pela Warner Music e pela SonyBMG. Mas todos estes conhecimentos fizeram de Doriana uma artista multifacética. Em 2000, por exemplo, integrou o elenco da novela Laços de Família de Manoel Carlos, na Rede Globo e em 2001 foi Kathy no musical Company de Stephen Sondheim, montagem de Charles Möeller e Cláudio Botelho, sucesso de público e crítica tanto no Teatro Villa-Lobos como em São Paulo no Teatro Alfa. No mesmo ano interpretou o papel de Polly na montagem de André Heller para a Ópera dos três Vinténs na sala Baden Powell e se apresentou no espetáculo musical de bonecos Noite Feliz de Miguel Vellinho, no Teatro do Museu Histórico Nacional-RJ e no FIT de Belo Horizonte. Atuou com Marília Pêra no célebre musical A Estrela Dalva (1987) dirigido por Roberto Talma. Atuou com Claudia Ohana e Tuca Andrade no musical Rocky Horror Show, dirigido por Jorge Fernando. Protagonizou o Cabaret La Boop, com roteiro de Leo Jaime e Mig dirigido também por Jorge Fernando. Coreografou e atuou em musicais da diretora Karen Acioly (Pianíssimo, Garoto Noel, Quem Inventou o Brasil, A Excêntrica Família Silva, Auto de Natal Excêntrico, Os Meus Balões e Sinfonieta Braguinha). Fez a direção de movimento do espetáculo Unha e Carne, com as atrizes Denise Del Vecchio e Lília Cabral e, em 2004, a direção de movimento do Cine Teatro Drive-In da Cia. Quem São Esses Caras?, dirigida por Henrique Tavares, peça pela qual recebeu elogios da crítica especializada. Da mesma companhia, fez a direção de movimento de A Força do Destino, adaptada do romance de Nélida Piñon, sendo selecionada como uma das 10 melhores obras de teatro de 2006 pelo jornal O Globo.

Doriana criou alguns dos personagens mais importantes das óperas de Jocy de Oliveira, como Ofélia e Desdêmona, fazendo sua estréia internacional no Teatro da Ópera de Darmstadt com As Malibrans, apresentada em 2000 e reencenada em Buenos Aires em 2002. À frente da OSB e do Coro Sinfônico do Rio de Janeiro, fez o solo de soprano da Fantasia Coral de Beethoven sob a regência de Yeruham Scharovsky na Sala Cecília Meireles. Foi solista durante dez anos do conjunto vocal Calíope (Prêmio Carlos Gomes ao melhor conjunto vocal brasileiro), com o qual realizou turnês pela França, Alemanha e Chile, cantando desde música colonial brasileira até música contemporânea ―como a ópera O Pescador e sua Alma de Marcos Lucas, adaptada por Guilherme Miranda do conto homônimo de Oscar Wilde― e gravando numerosos CDs. Em 2003 apresentou-se nos espetáculos O Último Dia, dirigido por Sérgio Britto e Barroco!, dirigido por Alberto Renault, ambos com direção musical do cravista Marcelo Fagerlande. Em 2005 atuou em Paris e na Abertura da Saison de Jeune Public do Festival de Nanterre, com a Sinfonieta Braguinha de Karen Acioly. Sob a direção de Tim Rescala atuou no espetáculo Música e Literatura da série Multimúsica do SESC-RJ e Pianíssimo in Concert no Festival do Vale do Café em Vassouras-RJ. Viveu a personagem Despina na montagem de André Heller da ópera Cosi Fan Tutte, e foi a Ninfa em L'Orfeo de Monteverdi apresentado no Theatro Municipal do Rio de Janeiro em 2007.

Como solista convidada participou de quatro edições da Bienal de Música Brasileira Contemporânea, do IV Encontro Latino-Americano de Compositores e Intérpretes (Belo Horizonte 2002), do IV Festival Internacional de Música Contemporánea de Valparaíso “Riccardo Bianchini” (Valparaíso, Chile 2005), da série Cenas da Música Contemporânea (2006 e 2007) no Centro Cultural Telemar/Oi Futuro e do VII Festival Internacional de Música Contemporánea de la Universidad de Chile (Santiago de Chile 2007).

Colabora regularmente como intérprete e coreógrafa com vários compositores, tais como Vania Dantas Leite, Jocy de Oliveira, Tim Rescala, Marisa Rezende, Bryan Holmes, Daniel Quaranta, Neder Nassaro, Elaine Thomazi Freitas e Fernando Riederer. Eles e outros importantes compositores brasileiros têm concebido obras especialmente para Doriana, que possui a faculdade rara de executar dança contemporânea e canto lírico de forma sincrônica, valendo-se de uma série de técnicas corporais e pesquisas cênicas que a levaram a cursar o Mestrado em Práticas Interpretativas na UNIRIO, com sua pesquisa sobre A Versatilidade do Intérprete Contemporâneo. Sendo a primeira colocada na pós-graduação, passou a ser bolsista do CNPq.

Junto ao violonista Rodrigo Lima criou em 1997 o Duo Laguna, que ganhou o primeiro lugar no X Concurso Nacional de Violão Souza Lima em São Paulo. O duo gravou um CD homônimo de modinhas e lundus, o qual é utilizado como material didático nas escolas de música do Rio de Janeiro. Integrante do Quarteto Colonial, dirigido pela cravista Maria Aida Barroso, desde a sua criação em 2003 viajou pelo Sudeste, Centro-Oeste, Norte e Nordeste do país, com as turnês patrocinadas pela Funarte-Petrobrás O Sacro & O Profano na Música Brasileira do Século XIX e Brasil a Quatro Vozes. Em 2008 será lançado o CD O Sacro & O Profano na Corte de D. João VI pela Biscoito Fino, com apôio da Prefeitura do Rio de Janeiro comemorando os 200 anos da chegada da família real portuguesa à cidade. Foi também convidada a integrar o conjunto Foles, com o qual canta músicas do Noroeste ibérico e do Nordeste brasileiro junto a gaitas de foles, flautas, acordeão e percussões, e tem uma parceria com o pianista Franco Bueno, com quem fez repertórios como cabaret francês e alemão, romantismo apresentado no CCBB de Brasília e música de câmara contemporânea premiada nas últimas Bienais.

Foi professora de canto lírico na Escola de Música da UFRJ em 2006 e 2007. Vem atuando expressivamente na área da dublagem cantada, tendo representado vários personagens de Walt Disney como por exemplo Pinóquio, Tico e Teco e mais recentemente a Branca de Neve em Shrek Terceiro. Sua discografia compreende quinze CDs que vão do antigo ao contemporâneo, do popular ao erudito, passando pela música infantil, e atualmente é uma das cantoras mais requisitadas no Brasil para interpretar música nova.