Doria Tillier se passionne pour la comédie dès l'âge de 6 ans, quand elle découvre le théâtre pour la première fois. Après ses études, elle intégre le Laboratoire de l'acteur créé par Hélène Zidi. Après des apparitions dans des petits rôles à la télévision, dans des publicités et des courts métrages, Doria explose aux yeux du grand public en 2012. Elle devient la nouvelle Miss Météo de Canal + France et réalise un de ses rêves. La comédienne tiendra sa chronique durant 2 ans, jusqu'en 2014. Grâce a son expérience de jeu, elle jouera dans plusieurs longs métrages notamment « Monsieur et Madame Adeleman » réalisé par Nicolas Bedos. Elle est la maîtresse de cérémonie du Festival de Cannes 2021. Cette même année elle présentera son premier court métrage La Diagonale des fous réalisé dans le cadre des Talents Adami Cinéma 2021 à ce même festival.