Роден е на 14 септември 1930 г. в Бургас. Завършва гимназия във Велико Търново (1948) и право в Софийския университет (1953). Първите му литературни опити датират още от юношеските години. В крайна сметка влечението към литературата надделява дори когато става млад юрист, като затова се отказва от престижния пост на великотърновски съдия и се заема с писане. Работи във Велико Търново в Околийския комитет на Демократичната младеж (1948), в Окръжния съд (1948–1953) и в Министерството на културата (1954–1958). Член и ръководител на литературния кръжок „Д. И. Полянов“ (1954–1958). Член на Съюза на българските писатели (1961). Редактор в издателство „Народна младеж“ (1961–1964) и в Българска кинематография (1969–1979). Работи в Българска телевизия (1979–1989) и в агенция „София-прес“ (от 1989). Академик на БАН (2003).

Централно място в творчеството му заемат историческите романи със сюжети и герои от българското минало, разкриващи отделни аспекти от националната идентичност. Първата му публикувана книга е „Пробуждане“, написана на 25-годишна възраст в съавторство с Димитър Мантов. През 1961 г. излиза и първият му самостоятелен роман – „Сказание за времето на Самуила, за Самуил и брата му Арон, за синовете им Радомир и Владислав, за селяка Житан и старейшината Горазд Мъдрия, и за много други хора, живели преди нас“. Историческият роман „Време разделно“ (1963) придобива широка популярност както у нас, така и в чужбина, като през 1968 г. е номиниран в категорията „Най-добър исторически роман, издаден в САЩ“. Във витрините на изложбата са представени още негови преводи на други езици, включително и на турски, издаден през 1990 г. в Дуисбург, Германия.

Сред другите му популярни и значими творби се нареждат четиритомникът „Сказание за Хан Аспарух, княз Слав и жреца Терес“ (1982), както и поредицата от романи като „Девет лица на човека“, „Николай Рьорих“, „Странният рицар на свещената книга“, „Легенда за двете съкровища“, „Трите живота на Кракра“, „Сказания за Александър Македонски“ и др. Автор на научно-фантастични разкази, посветени на космически полети и срещи с други цивилизации, като за разказа „Завръщането“ е отличен в конкурса на сп. „Космос“ (1963). Пише сценариите на няколко игрални филма и на телевизионни сериали, три от които международни. Автор на книги за деца, на разкази, пътеписи и др.

Акад. Дончев умира в София на 20 октомври 2022 г.