Noch während seiner Schulzeit begann Douglas in der Baumschule der Lords of Mansfield zu arbeiten, wo sein Vater als Diener tätig war. Dabei entwickelte er ein besonderes Interesse für Pflanzen und deren vielfältige Arten. 1820 nahm Douglas eine Stellung im Botanischer Garten von Glasgow an. Dort wurde Dr William Hooker, Professor für Botanik an der Glasgower Universität, sein Lehrer, der nachhaltig das Wissen und das Talent seines Schützlings förderte. 1823 empfahl ihm Hooker, sich auf wissenschaftlicher Ebene mit Gartenbau zu befassen. Douglas akzeptierte und begann an der Royal Horticultural Society als Assistent. Er beschäftigte sich dort vorrangig mit Pflanzen unbekannter Kulturen. Während seiner Reisen durch Nordamerika machte Douglas zudem geologische und zoologische Erfahrungen, die er in Briefen an seinen Mentor darlegte und auswertete. Er führte im Ergebnis seiner Expedition nach Nordamerika mehr als 240 Pflanzenarten nach Großbritannien ein, die heute viele Parks und Gärten Europas zieren. Zu ihnen gehört die 1842 nach ihm benannte Douglasfichte. Douglas erlitt 1834 einen Unfall, an dessen Folgen er verstarb. Der Unternehmer und Gärtner John Cornelius Booth von der Kurfürstendammgesellschaft benannte die über seinen Grundbesitz führende Straße zum Andenken an den jung verstorbenen Botaniker.