Ersun Yanal döneminde, 2002-2003 sezonunda Gençlerbirliği'nin A takımına çıkmış ve A takımla ilk maçını Şubat 2004'te Bursaspor karşısında oynadı. Ancak istenen verimi veremeyince çeşitli Anadolu kulüplerine kiralandı. Bunlardan ilki Kayseri Erciyesspor'du. 5 maça Erciyesspor forması ile çıkan Doğa Kaya, 1 gol kaydetti. 2004-05 sezonunda ise Antalyaspor'da kiralık olarak oynamış ve 24 maçta 2 gol attı. 2005-06 sezonunda ise o zamanki adıyla Gençlerbirliği OFTAŞ'a transfer oldu. OFTAŞ formasıyla 1 gol atma başarısı gösterdi.
Eskişehirspor
Doğa, 2007 yılında bonservis bedeli ödenmeden Eskişehirspor'a transfer oldu. Sözleşmesi 31 Mayıs 2011'de sona erdi.
Antalyaspor
Haziran başında Antalyaspor kulübüyle anlaşma sağladı. Antalyaspor'da bekleneni veremeyen Doğa'nın sözleşmesi uzatılmamıştır ve ayrıldı.