Tướng Doanh gia nhập quân đội năm 24 tuổi (1963) khi quân đội Sài Gòn ở miền Nam được trợ giúp của Mỹ, tiến hành leo thang chiến tranh vượt qua vĩ tuyến 17, phá hoại nhiều điều khoản của Hiệp định Genève. Cuộc đời binh nghiệp của ông gắn liền với chiến trường Miền Đông Nam bộ với nhiều trận đánh lớn, nhỏ từ giải phóng Chi khu Đồng Xoài, Phước Long, Chi khu Định Quán, Lâm Đồng, Xuân Lộc, Long Khánh.. cho đến những trận đánh trên đường 13, chiến dịch Nguyễn Huệ, chiến dịch Hồ Chí Minh lịch sử... Và sau này, tướng Doanh còn tham gia cuộc chiến tranh bảo vệ biên giới Tây Nam Việt Nam, giúp nước bạn Campuchia thoát khỏi họa diệt chủng của Pol Pot - Ieng Sari... Ông đã được tặng thưởng 2 Huân chương Quân công, 6 Huân chương Chiến công các loại, Huân chương Bảo vệ Tổ quốc hạng Nhất, Huy chương Quân kỳ Quyết thắng, Huân chương Kháng chiến hạng Nhất, và nhiều huân huy chương khác.
Hồi ức của vị tướng trận đã ngoài 80 tuổi vẫn sống động, ký ức của ông dường như chống lại quy luật của thời gian.
Ngày 10.8.1966, tại Đường 10 Vĩnh Thiện, gần Bù Đăng (tỉnh Bình Phước), trận đầu tiên trong cuộc đời chiến binh, ông và đồng đội chạm trán với toán biệt kích Sài Gòn. “Tôi bị quân Sài Gòn bắn gần như thẳng mặt, vỡ xương hàm, chân bị bắn rách toác cơ đùi. Trên đường lui về cùng đồng đội lại bị ném bom chặn đường. Tôi lịm đi. Lúc đó, tưởng tôi đã hy sinh, đồng đội đào huyệt, do còn chiến đấu nên đắp võng và lá cây lên, đợi xong trận thì chôn... Tối đến, đơn vị cử hai đồng đội là Bế Ích Quân, quê Cao Bằng và Đinh Văn Lĩnh, quê Phú Thọ ra chôn tôi. Trong khi ôm tôi vào lòng lần cuối thì anh Quân phát hiện chân tôi không có dép nên quyết tìm cho tôi đôi dép để "về dưới kia có cái mà đi lại". Đầu kia, anh Lĩnh cứ thế xúc đất hất vào huyệt để chôn. Kiếm được dép, khi sờ vào chân, anh Quân hét to: "Dừng lại, chân anh Doanh vẫn còn ấm lắm, anh Lĩnh ơi!". Và tôi được đưa trở lại đơn vị cấp cứu...”.
Tình đồng đội là một khái niệm thiêng liêng không chỉ trong chiến tranh mà cả thời bình. Về hưu, dù mang trong mình tỉ lệ thương tật 78% nhưng Thiếu tướng Nguyễn Ngọc Doanh vẫn bỏ nhiều tâm sức đi khắp cả nước, từ non cao đến rừng sâu, và sang cả nước bạn Campuchia để tìm hài cốt của những đồng đội đã một thời cùng ông vào sinh ra tử...
Tháng 8.2012, ông nhận quyết định làm Giám đốc Trung tâm Tìm kiếm hài cốt liệt sĩ (thuộc Hội Hỗ trợ gia đình liệt sĩ Việt Nam). Từ khi thành lập cho đến nay, Trung tâm đã tìm kiếm được trên 350 bộ hài cốt liệt sĩ từ các cánh rừng miền Đông Nam bộ đưa vào nghĩa trang và trên 50 hài cốt đã được đưa về quê hương liệt sĩ ở mọi miền đất nước. Không thể kể hết những khó khăn, gian khổ trong hành trình đi tìm đồng đội kể cả máu và nước mắt, nhưng tướng Doanh và những cộng sự của ông không bao giờ nản lòng.
Tướng Doanh nói “Việc làm này của tôi và các cựu chiến binh hiện nay một phần trả ơn đời, một phần tri ân đồng đội, luôn cảm thấy mình mắc nợ những người đã cùng tôi vào sinh ra tử, nhất là những đồng đội đã hy sinh tại chiến trường”...
