Day werd geboren op 8 november 1897 in Brooklyn, New York. Ze groeide op in een niet-praktiserend katholiek gezin en ontwikkelde op jonge leeftijd een interesse in sociale en politieke kwesties. Na haar afstuderen aan de universiteit begon ze een carrière als journalist. In deze periode was ze getuige van de armoede en ongelijkheid die haar stad kenmerken, wat haar levenspad sterk zou beïnvloeden.

In haar vroege volwassenheid was Day politiek actief en betrokken bij de socialistische beweging. Ze pleitte voor sociale hervormingen en steunde arbeidersrechten. Haar politieke overtuigingen kwamen echter in conflict met haar katholieke opvoeding, en na een lange innerlijke zoektocht bekeerde ze zich in 1927 tot het katholicisme. Haar bekering leidde haar naar een meer spirituele en praktische benadering van sociale verandering.

In 1933 richtte Dorothy Day samen met Peter Maurin de Catholic Worker Movement op, die zijn oorsprong vond in een krant, The Catholic Worker, die Day begon uit te geven. De krant stelde zich ten doel de sociale en economische onrechtvaardigheden van de tijd aan de kaak en moedigde katholieken aan zich in te zetten voor de armen en onderdrukten. De beweging pleitte voor een samenleving gebaseerd op de waarden van naastenliefde, vrede en gerechtigheid.

Day was een vurige voorvechtster van de rechten van arbeiders en was actief in de strijd voor betere werkomstandigheden en lonen. Ze was ook een fervent tegenstander van oorlog en geweld, vooral tijdens de Tweede Wereldoorlog en de Koude Oorlog, waarin zij pleitte voor pacifisme en vreedzame oplossingen voor conflicten. Haar leven was een weerspiegeling van haar overtuiging dat geloof en actie hand in hand moesten gaan om sociale verandering teweeg te brengen.

De Catholic Worker Movement breidde zich snel uit, met huizen voor daklozen en armen in verschillende steden, waar vrijwilligers en activisten zorgden voor voedsel, onderdak en andere basisbehoeften. Day zelf leefde een eenvoudig leven, vaak in armoede, en zette zich onophoudelijk in voor de belangen van de kwetsbaren in de samenleving. Ondanks haar populariteit bleef ze haar geloof in een radicaal christendom trouw, dat niet alleen uit gebed bestond, maar ook uit daden van liefde en dienstbaarheid aan anderen.

Dorothy Day stierf op 29 november 1980. Haar nalatenschap leeft voort in de Catholic Worker Movement en de vele sociale en politieke bewegingen die zij beïnvloed heeft. In 2000 werd haar zaak voor zaligverklaring geopend door de Katholieke Kerk. Day wordt gezien als een van de meest invloedrijke en inspirerende religieuze activisten van de 20e eeuw, en haar leven en werk blijven een model van christelijk engagement voor gerechtigheid en vrede.