Giovanni Doria naît à Gênes le 24 mars 1573 de Giovanni Andrea Doria, prince de Melfi, et de sa femme, la princesse Zanobia del Carretto Doria. Il étudie la philosophie et la théologie en Espagne.
Il opte pour l'ordre des cardinaux-prêtres et choisit le titre de San Pietro in Montorio le 2 octobre 1623. Il sera le principal consécrateur de Manuel Esteban Muniera, évêque de Cefalù (1621).
Le cardinal Doria participe aux deux conclaves de 1605 (élection de Léon XI et de Paul V), au conclave de 1621 (élection de Grégoire XV) et à celui de 1623 (élection d'Urbain VIII).
Il meurt à Palerme le 19 novembre 1642 à l'âge de 69 ans et est inhumé dans la chapelle de sainte Rosalie à la cathédrale de la ville. C'est sous sa direction que seront élevées les imposantes églises des principaux ordres religieux de la ville. C'est également à lui que l'on doit la reconnaissance des reliques de sainte Rosalie en 1624, de même que son inscription au Martyrologe romain en 1631 procédée par le pape Urbain VIII, et sa déclaration comme sainte patronne et protectrice de la ville.