Doutzen Kroes travaille chez Yes Model Management. Elle mesure 1,78m et pèse 54 kg. Ses mensurations sont 88-62-88. Elle a fait les couvertures de Time, Vogue, Harper's Bazaar et Numero. Elle apparaît de manière régulière dans le catalogue de Victoria's Secret, et participa à leur défilé de mode en 2005, 2006 et 2008. Elle a aussi participé à des campagnes de publicité de Gucci, Calvin Klein, Tommy Hilfiger, Escada, Dolce & Gabbana, Valentino, Versace, et Neiman Marcus. En 2005, Doutzen Kroes fut élue mannequin de l'année sur Vogue.com par les lecteurs. En 2006, elle a signé un contrat de trois ans avec la marque Calvin Klein. En 2009, le contrat a été renouvelé pour trois ans de plus. Elle est la représentante du parfum « Eternité » de Calvin Klein pour les campagnes d'août 2005 et avril 2006, et a signé un contrat de trois ans avec l'Oréal Paris.

En avril 2007, le magazine Forbes la classe 14ème au classement des top models les mieux payées avec des revenus évalués en 1 an à $1.5 million. En avril 2008, Forbes publie un nouveau classement. Doutzen arrive en 5ème position derrière Gisele Bündchen, Heidi Klum, Kate Moss et Adriana Lima, avec des revenus à $6 million sur 1 an. En avril 2008, Victoria's Secret a confirmé au magazine "people" que Doutzen était la nouvelle Ange de la marque. Elle rejoint ainsi les autres anges de la marque: Karolina Kurkova, Miranda Kerr, Adriana Lima, Marisa Miller, Heidi Klum, Selita Ebanks et Alessandra Ambrosio. En 2008, elle a signé un contrat avec la marque de jeans, 7 for all mankind ainsi qu'avec la marque de cashmere, Repeat pour deux ans. En 2009, Doutzen est 21ème sur 99, au classement askmen des femmes les plus désirables. Le site models.com ainsi que le site portugais sapo.pt, la classent 2ème (derrière sa collègue Adriana Lima) au top 20 des plus belles top models. Doutzen Kroes est aussi ambassadrice de la langue frisonne.