Los cuatro miembros fundadores de la banda nacieron en 1979. El vocalista principal, Brett Anderson, el 30 de mayo; la guitarrista, Allison Robertson, el 26 de agosto; la bajista, Maya Ford, y la baterista, Torry Castellano, ambas el 8 de enero. Todos se hicieron amigos en octavo grado y formaron la banda en mayo de 1993 para tocar en el evento “Day on the Green” de su escuela. Eran una de las dos bandas integradas exclusivamente por mujeres en su ciudad, Palo Alto, California, y eran relativamente desconocidas hasta que terminaron la preparatoria. Todas son músicas autodidactas y ensayaban en el garaje de Castellano casi todos los días durante sus años en la Preparatoria de Palo Alto. En sus inicios se hacían llamar «Ragady Anne» y, poco después, cambiaron su nombre a «The Electrocutes».

Hacia el final de su etapa en la preparatoria, cuando aún se conocían como The Electrocutes, decidieron formar otra banda (con las mismas integrantes) que tocara canciones más suaves sin distorsionar la imagen de reinas del metal de The Electrocutes. Para ayudar a sus fans a distinguir entre las dos bandas, todas adoptaron apodos a juego con el nombre «Donna», en los que todas se llamaban Donna y sus apellidos eran la inicial de su apellido (Brett Anderson se convirtió en Donna A, etc.), que usaban únicamente cuando se presentaban como «The Donnas».

Trabajaron con el productor Darin Raffaelli en sus dos primeros álbumes; el primero, titulado simplemente The Donnas, salió a la venta en el sello discográfico de Raffaelli, Superteem! (Más tarde se relanzó en Lookout! Records.) Se tomaron una semana libre durante su último año de preparatoria para realizar una gira por Japón como The Donnas, y la promoción y organización estuvieron a cargo de Pinky Aoki de The Phantom Gift. Posteriormente, firmaron con Lookout! Records. A medida que la banda crecía, se les instó a firmar con una discográfica importante. En diciembre de 2001, firmaron con Atlantic Records.

En 2002, The Donnas lanzaron Spend the Night como su álbum debut con Atlantic. El álbum representó su primer intento de alcanzar el éxito en el mercado general. Con su sencillo «Take It Off», fueron invitadas a presentarse en Total Request Live, Saturday Night Live, The Tonight Show with Jay Leno y The Late Show with David Letterman. En el verano de 2003, tocaron en el escenario principal de Lollapalooza. En 2004, lanzaron su sexto álbum, Gold Medal. En febrero de 2005, realizaron una gira por Australia con el festival de música Big Day Out, tocando desde Sídney hasta Perth. Durante su estancia en Australia, interpretaron «Take It Off» en vivo en el programa nacional de máxima audiencia Rove Live, con Rove McManus.

Atlantic incluyó en repetidas ocasiones la música de The Donnas en bandas sonoras de videojuegos. «You’ve Got a Crush On Me» se puede escuchar en el juego de PlayStation 2 Splashdown. «Who Invited You» se encuentra en las bandas sonoras de True Crime: Streets of LA y MVP Baseball 2003, así como en Splashdown: Rides Gone Wild. «I Don't Want to Know» también forma parte de la banda sonora de Gran Turismo 4, y una versión de la canción se utilizó para Donkey Konga 2 para GameCube. «I Don't Want to Know» también se utilizó como tema principal de la primera temporada de la exitosa serie de The-N, South of Nowhere. Una versión de «Take it Off» aparece en Guitar Hero y se agregó como pista descargable en Guitar Hero 2 para Xbox 360 (lanzado en 2006) y en Downhill Domination (lanzado en 2004). Rock Band 2 (para PlayStation 2, PlayStation 3, Xbox 360 y Wii), lanzado por Harmonix en 2008, incluye la canción «New Kid In School», que se lanzó exclusivamente en el servicio iTunes de Apple. «Fall Behind Me» también se utilizó en un comercial de televisión nacional para promocionar el Nissan Xterra, mientras que «Take It Off» se utilizó en un comercial de Budweiser. Además, apareció en la banda sonora de la película de 2009 The Hangover.

Atlantic también promocionó enérgicamente a The Donnas mediante la inclusión de sus canciones en numerosas bandas sonoras de películas. La banda apareció en la película Drive Me Crazy en 1999 (bajo el nombre de The Electrocutes), y más tarde en la serie de televisión Charmed, interpretando el sencillo «Fall Behind Me» en P3. También aparecieron en la comedia adolescente de 1999 Jawbreaker como la banda del baile de graduación, aportando dos canciones a la banda sonora («Rock 'N' Roll Machine» y «Checkin' It Out»). Una versión de «Roll On Down The Highway» se utilizó en la película cómica de Disney Herbie: Fully Loaded y «Backstage» se utilizó en Freaky Friday.

También se puede escuchar a The Donnas en Mean Girls durante los créditos finales interpretando una versión de la canción de Billy Idol «Dancing With Myself», y además contribuyeron a la banda sonora de la película Grind. El video de «Too Bad About Your Girl» también cuenta con la participación del elenco de esa película. La canción «Take It Off» aparece en la película Dodgeball. La canción «Take Me To The Backseat» se puede escuchar en la comedia de acción de 2004 D.E.B.S.. Una versión de la canción de Kiss «Strutter» se utilizó en la banda sonora de la película de 1999 Detroit Rock City. «Please Don’t Tease» se utilizó en New York Minute y «Everyone Is Wrong» apareció en la película Elektra. Posteriormente, Guitar Hero utilizó «Take It Off» para el juego Guitar Hero Smash Hits de 2009. «Take It Off» también se utilizó en la exitosa película de 2009 The Hangover. «Play My Game» apareció en un episodio de la primera temporada de What's New, Scooby Doo?. «Who Invited You» forma parte de la banda sonora de la película de 2003 What a Girl Wants.

El 19 de mayo de 2006, The Donnas anunciaron en su foro público que se habían «separado de Atlantic Records», afirmando que «la decisión fue totalmente mutua y completamente amistosa, y no afectará a la banda, ni influirá en la composición, la grabación o las giras del próximo álbum de The Donnas». En marzo de 2007, The Donnas lanzaron el sencillo «Don't Wait Up For Me» y encargaron el diseño de un nuevo logotipo para la banda.

The Donnas lanzaron de manera independiente su séptimo álbum de estudio, titulado Bitchin', el 18 de septiembre de 2007 bajo el sello Purple Feather Records. Bitchin' fue producido por Jay Ruston y The Donnas, e incluía el sencillo «Don't Wait Up For Me».

En 2008, The Donnas realizaron una gira con la banda australiana Kisschasy, con sede en Melbourne, como parte de su gira «Skin and Bones». También realizaron una gira por Estados Unidos y Canadá con The Hives.

En julio de 2009, la banda lanzó una recopilación retrospectiva titulada Greatest Hits Vol. 16 para celebrar los 16 años de trayectoria de la banda. El álbum incluía canciones nuevas, versiones regrabadas de temas antiguos y material inédito. Ese verano, la banda realizó una gira con Pat Benatar y Blondie en la gira conjunta Call Me Invincible Tour. La baterista Torry Castellano no pudo tocar en ninguna de las fechas de esta gira, ya que padecía una tendinitis en el hombro, lo cual se atribuyó al hecho de que, como baterista autodidacta, había sostenido las baquetas de manera incorrecta (aunque a ella le pareciera correcto) y había sufrido un daño a largo plazo con el paso del tiempo. Su amiga de toda la vida, Amy Cesari, de los Demonics, fue elegida para sustituir a Castellano.

El 9 de julio de 2010, Castellano anunció a través del sitio web de la banda que, debido a sus continuos problemas en el hombro, tendría que retirarse de la batería y de las presentaciones con The Donnas. Regresó a estudiar al Santa Monica College y luego a la Universidad de Stanford, donde se graduó en 2013 y continuó sus estudios en la Facultad de Derecho de Harvard. Actualmente es abogada y trabaja en la Oficina de Recursos Forenses y de Penas Capitales de Texas (OCFW), que actúa como defensoría pública en la etapa posterior a la condena.

En agosto de 2012, se informó que la banda estaba grabando su octavo álbum de estudio y también estrenó una nueva canción llamada «Tramp» en un concierto privado.

En noviembre de 2016, Cherry Red Records relanzó el quinto álbum de la banda, Spend the Night, para incluir seis temas extra que consisten en caras B y canciones de álbumes anteriores.

En una entrevista de 2017, el vocalista principal de la banda, Brett Anderson, habló sobre «el fin de la banda» y sobre rechazar ofertas para «reunirse», lo que confirma implícitamente que la banda ya no existe. En la misma entrevista, también menciona que no hay planes de lanzar canciones inéditas grabadas en estudio.

En abril de 2023, con motivo del Record Store Day, la banda lanzó una recopilación de material anterior titulada The Donnas - Early Singles 1995-1999.