修士号 (A.M.) と 博士号(科学) は1942年にハーバード大学、1954年にデンバー大学でそれぞれ取得。アメリカ天文学会では1946年から1948年まで副会長を務め、1954年から1956年まで会長職にあった。デンバー大学の「ジョンエヴァンス賞」を受賞 (1965年)。メンゼルの生誕100周年にあたる2001年5月、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターは記念シンポジウム「ドナルド・H・メンゼル：科学者、教育者、建築家」を開催した。
大学を修了した1920年の翌1921年に化学学士に加え化学・数学の修士課程を修了。プリンストン大学に進むと夏休みのアルバイトで1922年から1924年までハーバード大学天文台のハーロー・シェイプリー (en) の研究助手を務め、やがて天文学で2件目の修士号を取得 (1923年)。博士論文はヘンリー・ノリス・ラッセルの指導を受けて授与されている (1924年)。理論天文学への興味を刺激されたメンゼルはアイオワ大学とオハイオ州立大学で2年間教職についた後、リック天文台の助教授に推薦されると1926年にカリフォルニア州サンノゼへ移る。その後、ハーバード大学に移るのは1932年である。第二次世界大戦中、メンゼルは海軍に委嘱されて仕官待遇 (en) として入隊、多面的な才能を活用して敵軍の暗号解読などさまざまな情報関連の研究開発の指揮を執る。除隊後も国防総省の研究開発に1955年まで関わり、電波の到達距離改善に太陽の放射を記録し、オーロラから受ける影響を調べて電波伝搬を改善した。1964年から死の年まで、メンゼルは米国国務省のラテンアメリカ問題コンサルタントであった。戦後、ハーバード大学に戻ったメンゼルは附属天文台長代理を拝命 (1952年)、1954年から1966年まで台長職にあった。1950年代にはコスト削減のため、一時期、天体写真用の写真乾板製造を停止させたことがあり、この時期を「メンゼルギャップ」と呼ぶ。ハーバード大学勇退は1971年である。
韶州翁源県（現広東省韶関市翁源県）出身。富農の家庭の出であり、若い頃から大志を抱き家事を省みず、膂力は絶倫で任侠を好み、賢豪と交わり剣談や軍略に興じるなど豪傑の気風があったという。嘉靖41年（1562年）潮州、英徳などの数万人規模の平民蜂起を平定し、その功により広東守備となる。万暦元年（1573年）には高要、掲陽等に生じた蜂起を平定。しかし謀略に優れ将兵にも良くする一方で貪欲なところがあり、万暦13年に弾劾をうけ罷免され、彼の才能を知るものに惜しまれながらも、以降7年在野にあって逼塞することになる。万暦20年に日本による朝鮮侵攻がおこると、日本の情勢に詳しいとして万暦21年（1593年）南澳島駐屯の副総兵に任ぜられた（現在の広東省南澳島は倭寇対策のための海防の最前線基地が置かれていた）。万暦25年/慶長2年（1597年）、日本軍が慶長の役で朝鮮に再侵攻すると、翌年明朝廷は陳璘に兵13,000人、軍船550余隻を率いての朝鮮救援を命じた。陳璘は万暦26年（1598年）9月から10月にかけ、明水軍と朝鮮水軍を率いて陸軍と共同して（主導権は陸軍の劉綎が握っていたようである）小西行長らの籠もる順天倭城を攻囲するも有効な攻撃を与えられずに被害が大きかったため一時撤退したが、後に日本軍撤退の情報から再度封鎖を行った。小西行長は陸軍の劉綎に対しては人質を取り、順天倭城と財宝や勲功用の首級を譲ることで無血撤退の交渉を成立させて、船で撤退しようとした。しかし、水軍の陳璘は封鎖を続けたため順天倭城の二の丸及び海を挟んで隣接する南海倭城の明け渡しを条件に人質交換を行った。交渉が成立するも陳璘の水軍が撤退しない為、危険を感じた小西等は撤退できずにいた。小西等の孤立を知った島津義弘や立花宗茂は11月19日（明暦）順天城救援の為に急遽水軍を編成して進出をはかり、それを察知した陳璘は明水軍と朝鮮水軍により待ち伏せを行い、日本軍との間に慶長の役最後の大規模海戦となった露梁海戦が生起した。未明より始まり長時間の海戦で苦戦した島津水軍は海峡突破を断念して後退を行った。一方、陳璘は島津水軍の侵攻を阻止した物の副将の鄧子龍や朝鮮水軍の大将李舜臣などの配下を失い、しかも出撃により順天倭城の封鎖を解いてしまったため、小西等の順天倭城からの撤退を許してしまった。日本軍の撤退後に南海倭城に入城し、南海島の残敵掃討を行った。翌万暦27年（1599年）1月に帰国。順天を巡る戦いでは陸将劉綎の指揮下で戦ったが、泗川へ向かって大敗した董一元や蔚山へ向かった麻貴の4人の総兵の中では功績の1番が陳璘、2番が劉綎、3番が麻貴と評価された（明史）。その後、楊応龍の乱を鎮圧した。須湖広総兵に任じられたが万暦35年（1607年）在任中に病死。反乱の平定や朝鮮での功績から明朝廷はその遺族に対して封贈を行った。