Urodziła się jako drugie spośród dziewięciorga dzieci Zbigniewa Gołosia i Feliksy z domu Barszcz, pochodzących z rodzin chłopskich i zajmujących się rolnictwem. Ukończyła szkołę podstawową w Węgrowie, pracowała w rodzinnym gospodarstwie rolnym, a także u okolicznych gospodarzy. W 1968 przeniosła się na stałe do Gdańska, gdzie początkowo mieszkała u rodziny i pracowała w kwiaciarni.

8 listopada 1969[6] została żoną Lecha Wałęsy, późniejszego przywódcy „Solidarności”, prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej w latach 1990–1995. Razem wychowali ośmioro dzieci: Bogdana (ur. 1970), Sławomira (ur. 1972), Przemysława (1974–2017), Jarosława (ur. 1976), Magdalenę (ur. 1979), Annę (ur. 1980), Marię Wiktorię (ur. 1982) i Brygidę (ur. 1985). W imieniu męża Danuta Wałęsa odebrała 10 grudnia 1983 Pokojową Nagrodę Nobla. Danuta Wałęsa jako pierwsza dama została także honorową patronką Fundacji „Sprawni Inaczej”. Objęła również funkcję honorowego prezesa gdańskiej Fundacji na Rzecz Rozwoju Kultury, została członkinią rad honorowych konkursów i organizacji społecznych.

W 2011 nakładem Wydawnictwa Literackiego ukazała się autobiografia Danuty Wałęsy zatytułowana Marzenia i tajemnice (opracowana przez Piotra Adamowicza). Sprzedaż książki w ciągu kilku miesięcy przekroczyła 300 tys. egzemplarzy. Danuta Wałęsa w 2012 otrzymała za nią wyróżnienie Supergwarancja Kultury Wydarzenie Roku przyznane przez redakcję TVP Kultura.

W 2012 prezydent Bronisław Komorowski, za wybitne zasługi dla niepodległości Rzeczypospolitej Polskiej, za oddanie dla sprawy przemian demokratycznych w kraju, za osiągnięcia w pracy zawodowej i społecznej, odznaczył ją Krzyżem Komandorskim z Gwiazdą Orderu Odrodzenia Polski.