Donovan syntyi Donovan Philips Leitchiksi Glasgow'ssa, Skotlannissa, 10. toukokuuta 1946. Hän aloitti musiikkiuransa 1960-luvun alussa, kun hän julkaisi ensimmäisen albuminsa "What's Bin Did and What's Bin Hid" vuonna 1965. Hän saavutti kansainvälistä mainetta julkaisi singlensä "Catch the Wind" vuonna 1965 ja jatkoi menestyneiden albumien ja singlejen julkaisemista koko vuosikymmenen ajan, mukaan lukien "Mellow Yellow", "Hurdy Gurdy Man" ja "Sunshine Superman".
1970-luvulla Donovanin ura alkoi laskea, ja hän kamppaili huumeriippuvuuden kanssa. Hän teki useita paluun 1980- ja 1990-luvuilla ja jatkoi uuden musiikin julkaisemista ja kiertueita.
Viime vuosina Donovan on ollut aktiivinen erilaisissa projekteissa, mukaan lukien yhteistyö muiden muusikoiden kanssa, kirjoittaminen ja maalaus. Hän on myös ollut mukana hyväntekeväisyystyössä ja ympäristöaktivismissa.
Donovan asuu edelleen Isossa-Britanniassa ja esiintyy silloin tällöin livenä. Häntä pidetään yhtenä aikakautensa vaikutusvaltaisimmista folk- ja psykedeelisista rock-muusikoista.