Debuttò nel 1957 con Man Afraid e due anni dopo la Warner Bros lo lanciò in Scandalo al sole Biondo, occhi azzurri, Troy Donahue divenne un sex symbol delle riviste patinate ed ebbe modo di incrementare il proprio successo con Vento caldo (1961). Negli anni '60, inoltre, recitò nei telefilm Surfside Six e Hawaian Eye. Il cinema, dimenticatosi ben presto di lui, gli riservò una piccola parte in Il padrino - Parte II (1974) e in due pellicole destinate all'homevideo: Sexpot (1988) e Nudity Required (1991).