Portia Doubleday s-a nascut in anul 1988 si a crescut in Los Angeles. Este fiica lui Christina Hart și Frank Doubleday. A crescut într-o familie obisnuita cu show businessul : părinții ei sunt fosti actori profesionisti iar sora ei mai mare, Kaitlin, este, de asemenea, actriță. Mama ei lucrează în prezent în industria de divertisment ca scriitor și produce totodata piese de teatru.
Doubleday a apărut pentru prima dată într-o reclama pentru biscuitii Goldfish la vârsta de opt ani și a avut un mic rol în filmul Legend of the Mummy (1997) in rolul lui Margaret Young. Parintii ei au insistat ca ea sa termine liceul inainte sa urmăreze o carieră în actorie. Doubleday a fost distribuita în episodul-pilot al serialului The United States of Tara, creat de Diablo Cody. Doubleday a jucat rolul fiicei de 15 de ani, Kate, a lui Toni Collette. Cu toate acestea Doubleday a fost inlocuita atunci când echipa din spatele serialului a decis ca personajul lui Doubleday trebuia sa mearga intr-o alta directie decat pana atunci. Ea a mai apărut în scurtmetrajul "18" în 2009,in care este vorba despre o fată ce trebuie sa se lupte cu vestea ca mama sa va muri.
Doubleday a jucat alaturi de Michael Cera în comedia pentru adolescenti Youth in revolt (2010), bazat pe romanul omonim de C. D. Payne. Doubleday si-a descris personajul ca fiind "rautacios" și "foarte complex" pentru ziarul Los Angeles Times. Ea joacă rolul lui Sheeni Saunders, o fată cu o imaginatie bogata dar cu o viata trista care il întalneste pe Nick Twisp (Michael Cera) în timp ce e intr-o vacanta cu familia. Filmul, regizat de Miguel Arteta, a avut premiera in 2009 la Festivalul Internațional de Film de la Toronto.
Începând cu ianuarie 2010, Doubleday studiaza psihologia la facultate. Ea însăși s-a descris ca fiind mai degraba un "băiețoi" pentru ziarul Los Angeles Times. Doubleday a jucat fotbal timp de doisprezece ani. In prezent, ea lucreaza la filmul Touchback, bazat pe un foarte premiat scurt-metraj, si totodata lucreaza la un alt scurtmetraj cu actorul Alex Frost, in regia lui Marvin Jarrett (fondatorul revistei Nylon).