Donna Lynne Champlin nahm bereits in ihrer Kindheit Flöten-, Klavier- und Gesangsunterricht. Das erste Mal stand sie im Alter von vier Jahren auf der Bühne. An der Carnegie Mellon University studierte Champlin Musicaltheater. Seither stand sie in Dutzenden Theaterproduktionen auf der Bühne.
Zu den wenigen Fernsehauftritten von Donna Lynne Champlin gehört Law & Order (2008, 2012) und The Good Wife. Außerdem hatte sie 2011-2014 eine wiederkehrende Rolle in der Webserie "Submissions Only.
In der Musicalcomedy Crazy Ex-Girlfriend erhielt die Darstellerin 2015 eine Hauptrolle als Paula.
Donna Lynne Champlin gibt an verschiedenen Universitäten Schauspielunterricht.