Kevin Doyle podpísal svoj prvý profesionálny kontrakt v septembri 2001 s klubom St. Patricks Athletics. Vtedy bol rodák z Adamstownu voľným hráčom. Najprv trénoval niekoľko mesiacov s juniorským tímom, no už onedlho pravidelne hrával v írskej lige. Do tímu Cork City si ho vyhliadol kouč Pat Dolan, poznal ho z predchádzajúceho pôsobiska. Spočiatku plnil úlohy na prvom krídle, neskôr si nachádzal miesto v zostave ako hrotový útočník. V 76 zápasoch nastrieľal 25 gólov. Po prvýkrát si zahral v európskych pohároch, v šiestich zápasoch v podujatí Intertoto Cup dosiahol dva góly, skóroval napríklad proti Nijmegenu. V lige sa podieľal na zisku majstrovského titulu.

V júni 2005 menil zamestnávateľa, prestúpil do FC Reading za 80 000 libier. V anglickom klube s ním počítali skôr do rezervy, no po zranení Kitsona dostával v prvom výbere čoraz viac príležitostí. Kevin Doyle v tom čase zaznamenal mnoho cenných gólov, ktoré prispeli k historicky prvému postupu Readingu do Premier League v máji 2006. Írskeho útočníka oficiálne zvolili za najlepšieho hráča klubu v úspešnej sezóne. Prvý strelecký zápis v najvyššej anglickej súťaži si naplánoval na duel s Aston Villou, gól z tretej minúty však na bodový zisk nestačil. Presadzoval sa najmä v šestnástke súpera v hlavičkových súbojoch, štatisticky patril k najúspešnejším futbalistom v tomto smere. Mimoriadne je silný aj v defenzívnom súboji. Aj keď v ročníku 2006/07 vynechal dva mesiace pre svalové zranenie, zaknihoval 13 ligových gólov, no ani tie nestačili Readingu k zotrvaniu medzi anglickou elitou. Napriek tomu FC Reading nerozpredal najlepších hráčov, zostal aj Kevin Doyle. V septembri 2008 sa skloňovalo meno Doyle v súvislosti s možným prestupom do Aston Villy, Reading sa nechcel írskeho kanoniera vzdať. V sezóne 2008/09 Reading urputne bojoval o návrat do Premier League, Doyle dosiahol 18 presných zásahov. Po poslednom kole Reading figuroval na štvrtom mieste anglickej druhej ligy, v baráži bolo nad jeho sily mužstvo Burnley.

Vábeniu Wolverhamptonu Doyle ani Reading nedokázali odolať. Prestup sa realizoval koncom júna 2009 za 6,5 milióna libier. Letnú prípravu mu znemožnilo zranenie, v novom drese debutoval 22. augusta, v stretnutí proti Manchesteru City odohral druhý polčas. Premiérovo skóroval pri výhre v domácom prostredí s FC Fulham o mesiac neskôr. Pri systéme 4-5-1 nastupoval na hrote útoku. V prvej sezóne participoval deviatimi gólmi na cennej záchrane v prestížnej anglickej lige. Miesto v zostave Nicka McCarthyho si uhájil aj po príchode Stevena Fletchera a náraste výkonnosti, ktorý zaznamenal Sylvain Ebanks-Blake. Dvadsaťsedemročný Ír doposiaľ dosiahol za Wanderers v 62 ligových zápasoch 15 presných zásahov.

V reprezentačnej dvadsaťjednotke debutoval vo februári 2004, v tejto vekovej kategórii odohral so šesťgólovou bilanciou 11 stretnutí. Prvú pozvánku do seniorskej reprezentácie dostal v októbri 2005, po prvýkrát si za Írsku republiku zahral 1. marca 2006, súperom mu boli švédski futbalisti. V novembri 2006 prekonal brankára San Marina, jeho jediný gól rozhodol o výhre nad Slovenskom v marci 2007. Ani v bratislavskej kvalifikačnej odvete strelecky nemlčal, presadil sa pri remíze 2:2. V súperení o majstrovstvá sveta 2010 mal Doyle prakticky isté miesto v úvodnej jedenástke Giovanniho Trapattoniho, dopĺňal ho Robie Keane. Zo stredovej formácie podporovali ich ofenzívne snahy aj Aiden McGeady a Damien Duff. Doyle odohral osem z desiatich zápasov, dal dva góly. Vyskúšal si už aj úlohu kapitána, pri absencii Givena a Keanea v prípravnom zápase proti Juhoafrickej republike. Za reprezentačný výber Írska, ktorému patrí momentálne v klasifikácii FIFA 33. priečka, odohral 41 medzištátnych zápasov, v ktorých sa deväťkrát zapísal do listiny strelcov. V roku 2010 sa tešil z ocenenia pre najlepšieho hráča Írskej republiky.