Donatella Damiani è figlia di un funzionario del ministero e vive a Roma dall'età di un anno. Ex studentessa di scienze politiche, esordisce in Liebes Lager (1976), un nazisploitation con un cast interamente sotto pseudonimo diretto da Lorenzo Gicca Palli. L'immagine di Donatella Damiani che più è rimasta impressa nella mente collettiva è quella della soubrette de La città delle donne (1980) di Federico Fellini. In questo film la Damiani incarna una donna dolce, protettiva, seduttiva, ammiccante, prorompente e - come poi ammetterà lei stessa - "piena di contraddizioni," in un'interpretazione condita da una vezzosa inflessione napoletana.

Le pellicole che interpreta in seguito (Miele di donna (1981) di Gianfranco Angelucci e Il peccato di Lola (1985) di Bruno Gaburro) insistono sulle sue rotondità e, in particolare, sul suo seno generoso che Fellini amava definire "un pagliaro."

Nel 1986 appare in una serie di servizi fotografici su riviste glamour. Nel 1988 partecipa a Fantastico 9 con Enrico Montesano. Il suo ultimo film è del 1985. Inoltre ha posato nuda per la riviste erotiche Playboy, Playmen e Le Ore.