Après le lycée, Da'Vine Joy Randolph passe par l'Université Temple à Philadelphie pour y étudier le doublage. Toutefois, elle décide, au cours de son cursus, de se concentrer sur le théâtre musical et intègre l'université de Yale, section arts dramatiques. Sa carrière décolle en 2011 : alors qu'elle auditionne pour endosser un rôle de doublure dans Ghost the Musical, elle est choisie pour jouer l'héroïne, Oda Mae Brown. Sa prestation est largement remarquée.

Multipliant les castings, Da'Vine Joy trouve son premier rôle au cinéma dans le drame Mother of George (2013), qui suit un couple nigérien (Danai Gurira et Isaach de Bankolé) de Brooklyn rencontrant des problèmes pour concevoir un enfant. La native de Pennsylvanie apparaît ensuite dans diverses séries comme The Good Wife et la satirique Selfie, dans laquelle elle campe l'un des trois personnages principaux aux côtés de Karen Gillan et John Cho. 

Privilégiant la comédie, comme en témoignent ses prestations dans Joyeux bordel !, Dolemite Is My Name ou encore Kajillionaire, on voit aussi la comédienne dans le thriller The Guilty, le biopic Billie Holiday, une affaire d'État et le film d'action/aventures Le Secret de la Cité perdue. Parallèlement, elle s'adonne à l'exercice du doublage (M. Peabody et Sherman : Les Voyages dans le temps, Madagascar : la savane en délire, Le Chat Potté 2, Chicago Party Aunt, etc.).

Côté séries, Da'Vine Joy trouve des rôles non négligeables dans People of Earth, High Fidelity, Only Murders in the Building et The Idol. Dans cette dernière, elle interprète Destiny, la co-manageuse de Jocelyn (Lily-Rose Depp). En 2023, elle est à l'affiche de la nouvelle comédie dramatique d'Alexander Payne : Winter Break. Elle y incarne, aux côtés de Paul Giamatti et Dominic Sessa, une cuisinière endeuillée par la mort de son fils au Vietnam. Sa performance est saluée par la profession et lui vaut le Golden Globe, le BAFTA et l'Oscar du meilleur second rôle féminin. 

Laurent Schenck