Такако Дої закінчила юридичний факультет університету Досіся (Кіото). Будучи викладачкою конституційного права, вона стає активісткою руху на захист післявоєнної Конституції.
У 1969 році вперше обирається депутатом палати представників парламенту від Соціалістичної партії Японії (переобиралася 11 строків підряд). Спеціалістка в соціальних, міжнародних питаннях і проблемах безпеки. Багато років перебувала в «тіні» політиків-чоловіків, але в 1980 році Такако Дої активно включилася у відстоювання політики гендерної рівності і досягла в 1985 році ратифікації парламентом Конвенції про ліквідацію всіх форм дискримінації щодо жінок (CEDAW).
У 1984 році Такако Дої була обрана заступником голови, а 1986—1991 рр. керувала Соціалістичною партією Японії, ставши першою жінкою в історії японської політики, що зайняла подібний пост. У 1989 році у коаліції з іншими опозиційними партіями Соціалістична партія здобула переконливу перемогу на виборах в палату радників японського парламенту. На цих виборах політик успішно вела кампанію проти споживчого податку, в результаті чого правляча Ліберально-Демократична партія втратила свою більшість.
У 1993—1996 роках — голова палати представників парламенту Японії. У 1996 році Такако Дої очолила Соціал-демократичну партію, на яку після поразки на виборах була перетворена Соціалістична партія Японії. Однак їй не вдалося змінити політичний розклад сил і основною опозиційною партією стала Демократична партія.
На загальних виборах 2003 року соціал-демократи здобули лише шість депутатських місць, а Дої змогла переобратися в Палату депутатів лише за партійним списком, програвши у своєму виборчому окрузі. Чутливий удар по репутації політика завдало оприлюднення її заяви під час святкування в 1987 році дня народження лідера КНДРКім Ір Сена, коли вона заявила, що члени японської Соціалістичної партії повинні поважати славні успіхи КНДР під проводом великого вождя Кім Ір Сена. Після цього у 1989 році вона і ще 129 чільних членів партії підписали петицію до президента Південної Кореї Ро Де У із закликом звільнити громадян Північної Кореї, засуджених за шпигунство, включаючи Сін Гван Су, який брав участь в червні 1980 року у викраденні громадян Японії. Після цієї великої невдачі в листопаді 2003 році вона, взявши на себе відповідальність за стан справ у партії, пішла з посади її голови.
За підсумками виборів 2005 року втратила місце в парламенті; з 2006 року була обрана почесною головою Соціал-демократичної партії Японії.