1990 yılında dünyaya gelen Derya Şensoy İstanbul doğumludur. Tam adı Neriman Derya Şensoy'dur. Babası tiyatro oyuncusu Ferhan Şensoy ve annesi de tiyatrocu Derya Baykal'dır. 2004 yılında annesi ile babası boşanmıştır. Müjgan Ferhan Şensoy (d.1989) adında bir ablası vardır. İstanbul'da Amerikan Lisesi'nden mezun oldu. Sonra da illüstrasyon ve tasarım eğitimi almak için New York'a gitti. ABD'de Parsons The New School for Design okulunda eğitimini gördü. İngiltere'de takı üzerine çalışmalar da yaptı.
2013 yılında Birol Güven'in senarist ve Müfit Can Saçıntı'nın yönetmen olduğu "Doksanlar" dizisinde Tuğba Karaman karakterini canlandırdı.
2015 yılında önce "Gizli Ajanda" adıyla çekilen sonra "Hesapta Aşk" adıyla vizyona giren filmde Meriç Aral, Derya Şensoy, Fırat Altunmeşe, Burak Tozkoparan, Kutay Kalabalık, Yasin Çam, Özlem Çakar, Bennu Gerede,Burhan Öçal rol aldı.
Derya Şensoy Show Tv ekranlarında yayınlanan Mayıs Kraliçesi dizisi kadrosunda yer almış ve dizide Dilara karakterini canlandırmıştır.
2016 yılında yıldızı iyice parlayan oyuncu, üç tane sinema filminde birden rol aldı. Deliormanlı filminde Deliormanlının ölen eşini, Vezir Parmağı filminde Şadiye karakterini ve Çakallarla Dans 4 filminde Çakallarla Dans 3 filmindeki aynı karaktere devam ederek Mihriban karakterini canlandırdı.
Derya Şensoy,bir dönem Birce Akalay'ın eski eşi Sarp Levendoğlu ile aşk yaşamasıyla gündeme geldi.
Derya Şensoy'un babası Tiyatro sanatçısı Ferhan Şensoy, tedavi gördüğü hastanede 31 Ağustos 2021'de hayatını kaybetti.
