Biografia Nata e cresciuta a Los Angeles è figlia degli attori Frank Doubleday e Christina Hart. Anche la sorella maggiore Kaitlin è un'attrice. Raggiunge la notorietà nel 2009, anno in cui intraprende il ruolo di Sheeni Saunders in Youth in Revolt, trasposizione cinematografica dell'omonimo romanzo. Il suo personaggio è stato descritto come "avaro e particolarmente complesso" dalla stessa attrice durante un'intervista per il Los Angeles Times.
Ha anche interpretato Chris Hargensen nel film Lo sguardo di Satana - Carrie, distribuito nel 2013; per poter svolgere la parte, Portia ha dovuto tingere i capelli in castano in modo da rispettare il personaggio del romanzo a cui la pellicola si è ispirata. A partire dal 2015 veste i panni di Angela Moss, amica d'infanzia e collega di lavoro del protagonista Elliot (interpretato da Rami Malek) nella serie televisiva di successo Mr. Robot, prodotta dall'emittente televisivo USA Network.
Filmografia Cinema Legend of the Mummy, regia di Jeffrey Obrow (1998) Youth in Revolt, regia di Miguel Arteta (2009) Almost Kings, regia di Philip G. Flores (2010) Big Mama - Tale padre, tale figlio (Big Mommas: Like Father, Like Son), regia di John Whitesell (2011) K-11, regia di Jules Stewart (2012) Lei (Her), regia Spike Jonze (2013) Lo sguardo di Satana - Carrie (Carrie), regia di Kimberly Peirce (2013) Cenerentola in passerella (After the Ball), regia di Sean Garrity (2015) 14th Annual VES Awards, regia di Joe DeMaio (2016) Fantasy Island, regia di Jeff Wadlow (2020) The Social - Il prezzo della verità (The Social Reckoning), regia di Aaron Sorkin (2026)
Televisione Mr. Sunshine – serie TV, 13 episodi (2011) Mr. Robot – serie TV (2015-2019)
Cortometraggi 18 (2009) In Between Days (2010) Howard Cantour .com (2012)
Doppiatrici italiane Nelle versioni in italiano dei suoi lavori, Portia Doubleday è stata doppiata da: Erica Necci ne Lo sguardo di satana - Carrie, Cenerentola in passerella Valentina Mari in Big Mama - Tale padre, tale figlio Virginia Brunetti in Mr. Sunshine Elena Perino in Mr. Robot Eva Padoan in Fantasy Island
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