Portia Doubleday es conocida ampliamente por su aplaudido papel coprotagonista en la comedia sobre el paso de la adolescencia a la madurez de 2009, Youth in Revolt. En el rol de Sheeni Saunders, interpretó a la femme fatale objeto de deseo de Nick Twisps (Michael Cera). El filme dirigido por Miguel Arteta se proyectó en el Festival Internacional de Cine de Toronto y se estrenó comercialmente el 13 de octubre de 2009.
En poco tiempo se podrá ver a Doubleday en el filme dirigido por Spike Jonze Her, junto a Joaquin Phoenix. La película se ha proyectado en el Festival de Cine de Cannes de este año 2013 y se estrenará comercialmente en diciembre de 2013.
Entre sus trabajos previos para el cine se incluyen Esta abuela es un peligro (Big Mommas: Like Father, Like Son) (2011), Almost Kings (2010), 18 (2009) y Legend of the Mummy (1998).
En 2010, su rostro fue portada del número especial de Young Hollywood, Nylon y fue nombrada como una de los 55 rostros del futuro.
Actualmente reside en Los Ángeles y trabaja en un guión cinematográfico.