Belgin Doruk Ankara'da doğdu. Bir derginin açtığı yarışmayla (Yıldız) sinemaya başladı (1952). Çakırcalı'nın Definesi ilk filmi oldu. Küçük Hanımefendi filmleri dışında Samanyolu (Nevzat Pesen), Kırık Hayatlar (Halit Refiğ), Suçlular Aramızda (Metin Erksan), Duvarların Ötesi (Orhan Elmas), Aşk ve Kin (Turgut Demirağ) gibi filmlerde oynadı. 1970'lerle birlikte şöhretindeki düşüş, sağlığını da olumsuz etkiledi. Aldığı kilolar nedeniyle ömrünün son döneminde kendisini pek göstermedi. 26 Mart 1995'te geçirdiği kalp krizi sonucu vefat etti. Cenazesi Zincirlikuyu Mezarlığı'na gömüldü.
1954'te ilk evliliğini yönetmen Faruk Kenç'le yaptı. 1956'da Gül adında bir kız çocuğu dünyaya getirdi. 1958'de ayrıldılar. 1964'te yapımcı Özdemir Birsel'le (1929-2006) evlendi ve ölümüne dek onunla evli kaldı. Bu evlilikten Aydın Birsel adlı bir oğlu oldu.