Es una de las miembros activas del proyecto "Dance4Life", una organización neerlanesa sin ánimo de lucro que usa las canciones y el baile para educar a la juventud sobre la prevención del VIH y el sida.

[8]​ Habiéndose descrito previamente como una "marimacho" en su juventud, nunca consideró seriamente el modelaje como una opción profesional, envió fotografías suyas a la agencia Paparazzi de Ámsterdam en 2003, justo después de graduarse.

[11]​ Desde 2007 ha aparecido en el ranking Forbes de las modelos mejor pagadas del mundo,[12]​ alcanzando en 2014 la segunda posición tras haber ganado 8 millones de dólares el año anterior, solo superada por la supermodelo brasileña Gisele Bündchen.

Ese mismo año apareció en un anuncio de Calvin Klein con el actor Charlie Hunnam, promocionando una fragancia.

[13]​ Desde entonces ha sido portada de revistas como Time, Harper's Bazaar o Numéro.

Kroes ha aparecido en las portadas de Seventeen, Elle, Marie Claire, Glamour, W, Avantgarde y Dazed & Confused.

[14]​ Ha realizado numerosas campañas con prestigiosas firmas, como Tommy Hilfiger, Versace, Valentino, Balmain, Blumarine, Dolce & Gabbana, Hugo Boss AG, H&M, Zara, GAP, Miu Miu, Mugler, L'Oréal, Tiffany & Co, Abercrombie & Fitch, Emilio Pucci y Calvin Klein, entre otras.

También ha desfilado en docenas de pasarelas, las de Victoria's Secret, Fendi, Givenchy, Isabel Marant, Ulyana Sergeenko, Alberta Ferretti, Miss Sixty, Etro, Michael Kors, Loewe, Lanvin, Max Mara, Missoni, Nina Ricci, Oscar de la Renta, Paco Rabanne, Jean Paul Gaultier, Zac Posen, Prada y más.

Kroes lanzó su propia colección 'Doutzen's Stories' y ha protagonizado varias campañas para la marca hasta la fecha.

[19]​ Durante su etapa en la marca, Kroes ha participado en numerosas campañas y comerciales, teniendo el honor de cerrar el desfile en 2009.

[20]​ En 2006 fue lanzado un documental frisón acerca de una semana en la vida Doutzen Kroes como modelo, dirigido por JJM Jansen.