ב-1956 עברה משפחתו לעיירה סמוכה להרטפורד, אנגליה. דונובן שמע מוזיקת עם אנגלית וסקוטית והחליט ללמוד לנגן מוזיקה זו בגיטרה בגיל 14. מאוחר מעט יותר הכיר את כתבי דור הביט ואת מוזיקת הפולק האמריקאית.
כוכב הפולק
בשנת 1965 פרץ דונובן לתודעת הציבור בבריטניה לאחר מספר הופעות בטלוויזיה. שירים בביצועו הגיעו למקום הראשון במצעד הפזמונים (למשל "Catch the Wind", "Colors"), וביצועו לשיר "Universal Soldier" של באפי סיינט-מארי הפך לא רק ללהיט מספר 1, אלא לאחד מהמנוני התנועה נגד מלחמת וייטנאם. תקליטיו "Fairytale" ו-"Catch the Wind" נמכרו במיליוני עותקים. בוב דילן מתייחס אליו בסרט "Don't Look Back" המתעד את מסע ההופעות שלו בבריטניה במאי 1965 כאל אליל הנוער הגדול ביותר בבריטניה של 1965, יותר מלהקת הביטלס. כמו דילן, גם שיריו הושפעו מזמרי פולק אמריקאים כוודי גאת'רי וג'ואן באאז ומהבלוז של מאדי ווטרס ורוברט ג'ונסון וכמו דילן עשה גם הוא שימוש במפוחית בשיריו.
תקופת הפסיכדליה
ב-1966 היה כוכב הרוק הבריטי הראשון שנעצר עקב שימוש בחשיש, עובדה שעוררה הד גדול בשעתה. בשנת 1967 הוציא דונובן שלושה תקליטים פסיכדליים: "Sunshine Superman", "Mellow Yellow" והתקליט הכפול "A Gift from a Flower to a Garden", שהיה בעל האופי הפסיכדלי המובהק ביותר משלושתם, הן באיור שעל גבי העטיפה המציג את דונובן עטוי גלימות ומחזיק פרחים והן באופי הנגינה האופייני, המושפע בחלקו ממוזיקה הודית. תוכני האלבום מדברים על שלום ואהבה ומושפעים מתורת מהרישי מהש יוגי. עם זאת דונובן הטיף נגד שימוש בסמי הזיה של צעירים העתידים להפוך להורים (האלבום מוקדש למעשה לילדיהם של בני "דור ילדי הפרחים"). שיר נוסף בסגנון הרוק הפסיכדלי "Season of the Witch", הוקלט בספטמבר 1966 והופץ באותו השנה.
ב-1968 הוציא את תקליטו "The Hurdy Gurdy Man" ("איש ההארדי גארדי") שהתאפיין בצליל רוק מחוספס ו"כבד" יותר במטרה לפרוץ לקהלים רחבים יותר, בעיקר בארצות הברית עקב הצלחותיהם של להקת קצפת וג'ימי הנדריקס. דונובן ניסה להשיג את ג'ימי הנדריקס וג'ימי פייג' (גיטריסט להקת לד זפלין) לנגן בתקליט זה, אך הם לא היו זמינים. עם זאת מנגנים בתקליט ג'ון פול ג'ונס, בסיסט לד זפלין, וג'ון בונהם, מתופף הלהקה. בסרט "Sunshine Superman" מ-2008 טוען ג'ימי פייג' שהגרעין ללהקת לד זפלין נזרע בהקלטות אלבומו של דונובן.
בהמשך שנות ה-60 הופיע במספר סרטים והמשיך להקליט ולהופיע בעולם.
דעיכה ושקיעה
בסוף 1969, בעת מסע הופעות בלוס אנג'לס נפרדו בכעס דרכיהם של דונובן ומנהלו האישי מאז 1966, מיקי מוסט. דונובן שקע במשבר, נעלם מעין הציבור לעיתים קרובות והקליט מספר תקליטים שכשלו. הוא נחשב ל"היפי" טיפוסי, עובדה שלא זיכתה אותו באהדה באמצע שנות ה-70.