Nascuda Doris May Tayler, es traslladà d’infant amb la seva família a Rhodèsia del Sud (actual Zimbàbue), on, després d’un primer matrimoni (1939) del qual tingué dos fills, el 1943 es casà amb el militant comunista Gottfried Lessing, del qual adoptà el cognom. Activa militant del Partit Comunista, el 1949 es divorcià del seu segon marit i es traslladà a Londres amb el seu fill nascut d'aquest segon matrimoni, i publicà la seva primera novel·la, The Grass is Singing, que obtingué una bona acollida. El 1952 inicià el cicle de cinc novel·les que titulà Children of Violence, i que comprèn Martha Quest (1952), A Proper Marriage (1954), A Ripple From the Storm (1958), Landlocked (1965) i The Four-Gated City (1969), en les quals, partint d’elements molt autobiogràfics, compongué una narració sobre el destí de l’home contemporani.
Enmig de l’elaboració d’aquest cicle, publicà la novel·la The Golden Notebook (1962), considerada una de les fites de la literatura en anglès del segle XX, obra que compendia en una clara projecció autobiogràfica les seves preocupacions: entre d’altres, la política, amb una forta condemna de l’estalinisme i l'omnipresència de la violència; la contestació a l’ordre establert, especialment pel que fa al racisme i al paper subordinat de la dona (tot i que, a diferència de molts crítics, negà sempre que fos una obra feminista); l’alliberament sexual; la tensió entre ètica personal, creació artística i compromís polític, i el paper del daltabaix psíquic com a catarsi.
Posteriorment féu incursions en el gènere de la ciència-ficció de caràcter filosòfic, amb les novel·les The Memoirs of a Survivor (1974), i, sobretot, el cicle de cinc novel·les Canopus in Argos (1979-83), de les quals destaca la primera, Re: Colonized Planet 5: Shikasta (1979), obres en les quals és notable l’acusat interès pel sufisme i que obtingueren una recepció desigual. El compositor Philip Glass compongué el 1988 l’òpera The Making of the Representative for Planet 8, el llibret de la qual fou escrit per Lessing basant-se en aquest cicle (1979-83).
La resta de la seva nombrosa producció inclou, entre d’altres, les novel·les Briefing for a Descent into Hell (1971), The Good Terrorist (1985), The Fifth Child (1988), Love, Again (1996), Ben in the World (2000), Mara and Dann (1999), The Sweetest Dream (2001), The Cleft (2007) i Alfred & Emily (2008); les narracions de Nine African Stories (1968), Through the Tunnel (1990), Spies I Have known (1995) i The Grandmothers (2003). Publicà també les memòries Going Home (1957) i African Laughter: Four Visits to Zimbabwe (1992), i dos volums autobiogràfics (Under My Skin, 1994; Walking in the Shade, 1997). És autora d’una desena de volums d’assaigs, entre els quals destaquen Prisons We Choose to Live Inside (1987). D’opinions sovint polèmiques, li foren concedits nombrosos premis, entre d’altres, el Premi Internacional de Catalunya (1999), el Príncipe de Asturias (2001) i el Nobel de literatura (2007).