Ван Дорен, урождённая Джоан Люсиль Оландер (англ. Joan Lucill Olander, названа в честь актрисы Джоан Кроуфорд), родилась в небольшом городке Ровена в Южной Дакоте. В её жилах течёт шведская, немецкая и английская кровь.
Ван Дорен начала свою карьеру, работая помощницей в театре «Пантагес» в Голливуде. За этим последовали первые небольшие работы на телевидении. В 1949 году, после того, как она стала победительницей в конкурсе «Мисс Палм Спринг», её заметил знаменитый продюсер Говард Хьюз, который предложил ей первые роли в кино.
Её дебютной работой стал фильм 1949 года «Реактивный пилот», в котором она появлялась всего на момент с одной единственной фразой: «Смотрите!». Но в результате показ фильма не состоялся и на экраны он вышел лишь в 1957 году. В 1951 году Ван Дорен позировала для знаменитого эротического художника Альберта Варгеса и уже в июле её изображение было на обложке журнала «Esquire».
Позже она переехала в Нью-Йорк, где участвовала в шое-герлз в ночном клубе. Вскоре её заметил один из директоров по кастингу «Universal Studios» и в 1953 году она подписала контракт с этой компанией. Студия имела на неё большие планы, надеясь, что она принесёт им тот же успех, какой принесла Мэрилин Монро «20th Century Fox». Ван Дорен взяла себе псевдоним Мейми в честь первой леди США того времени Мейми Эйзенхауэр. Вскоре Мейми достигла большого успеха, став одной из самых ярких секс-символов того времени, наряду с Мэрилин Монро и Джейн Мэнсфилд. Они втроём даже получили прозвище «Three M’s».
Ван Дорен пять раз была замужем: производитель спортивной одежды Джек Ньюман (1950), композитор и актёр Рэй Энтони (1955—1961), бейсбольный игрок Ли Майерс (1966—1967), бизнесмен Росс МакКлинток (1972—1973) и актёр Томас Диксон (1979-по настоящее время).
За свой вклад в киноиндустрию Мейми Ван Дорен удостоена звезды на Голливудской аллее славы по Голливуд-бульвар 7057.