Den tidigare England Under-19 internationella gjorde fyra framträdanden förra säsongen som Belles befordrades från Women's Super League Two.
"Jag har försökt så hårt för att komma tillbaka men mina ben bara inte kommer att gå," sade hon i ett meddelande postat på Twitter.
"Tyvärr kan denna sjukdom inte besegras och har tagit min dröm."
Belles manager Glen Harris sade: "Det är sorgligt att en ung spelare, med den talang Ash har, har varit tvungen att sluta spela på högsta nivå.
"Ash har varit ett nöje att arbeta med, alltid dyka upp och träna med ett leende på läpparna... även om det inte alltid är i rätt kit!"
Mills tillade: "Mina tre år med klubben har varit helt fantastiska.
"Jag har njutit av varje minut av min tid här. Jag känner mig mycket hedrad över att ha representerat denna stora historiska och framgångsrika klubb."
Mills sa att hon tänker heja på Belles från läktarna.
Doncaster startar den nya Women's Super League En säsong hemma till regerande mästare Chelsea den 24 mars.
Omkring 100.000 personer i Storbritannien har multipel skleros eller MS, enligt multipel skleros Society.
Det diagnostiseras normalt hos personer mellan 20 och 40 år.
Symtomen kan vara trötthet, synproblem och svårigheter att gå, men MS är annorlunda för alla.
I MS skadas det skyddande skiktet kring nervfibrerna i hjärnan och ryggmärgen, så kallade myelin. Immunsystemet angriper av misstag myelin, orsakar ärrbildning eller skleros.
Den skadade myelin stör nervsignalerna - ungefär som kortslutningen som orsakas av en trasig elektrisk kabel.
Om processen av inflammation och ärrbildning inte behandlas, då så småningom tillståndet kan orsaka permanent neurodegeneration.
Michelle Mitchell, chef för MS Society, sade: "MS är ett oförutsägbart och utmanande tillstånd att leva med och diagnos kan vara upprörande och skrämmande. MS Society är här för att hjälpa alla som påverkas av MS."
MS Society helpline: 0808 800 8000.
Doncaster Rovers Belles midfielder Ashleigh Mills har avslutat sin spelkarriär vid 20 års ålder efter att ha fått diagnosen multipel skleros.