Donovan blev født Donovan Philips Leitch i Glasgow, Skotland, den 10. maj 1946. Han begyndte sin musikkarriere i begyndelsen af 1960'erne og udgav sit første album, "What's Bin Did and What's Bin Hid", i 1965. Han opnåede international berømmelse med udgivelsen af hans single "Catch the Wind" i 1965 og fortsatte med at udgive succesfulde albums og singler gennem årtiet, herunder "Mellow Yellow", "Hurdy Gurdy Man" og "Sunshine Superman".
I 1970'erne begyndte Donovans karriere at falde, og han kæmpede med stofmisbrug. Han gjorde flere comebacks i 1980'erne og 1990'erne og fortsatte med at udgive ny musik og turnere.
I de senere år har Donovan været aktiv i forskellige projekter, herunder samarbejder med andre musikere, skrivning og maling. Han har også været involveret i velgørende arbejde og miljøaktivisme.
Donovan bor fortsat i Storbritannien og optræder af og til live. Han betragtes som en af de mest indflydelsesrige folk- og psykedeliske rockmusikere i sin tid.