Né en 1891 à Salt Lake City, aux États-Unis, il est le fils de Kezia D'Oyly Hughes et de Samuel Hughes, un médecin britannique. À l'âge de neuf ans, il est envoyé en Grande-Bretagne pour compléter ses études, suivi de ses parents en 1901. La famille s'installe à Southampton, en Angleterre.
D'Oyly-Hughes a épousé Anne Margaret Gladys Crawford, avec qui il a eu deux filles.
En , en tant que capitaine, il reçoit le commandement du porte-avionsHMSGlorious. D'Oyly-Hughes avait appris à voler et rejetait sans cesse les conseils des aviateurs professionnels du navire, selon Winton.
De retour en Grande-Bretagne après la campagne de Norvège le , le Glorious et les destroyers d'escorteHMSAcasta et HMSArdent sont interceptés et attaqués par les cuirassés allemands Scharnhorst et Gneisenau en mer de Norvège. Les trois navires britanniques sont coulés en moins de 70 minutes, à approximativement 170milles marins(300km) à l'ouest de Harstad, avec 1 519 hommes, dont le capitaine D'Oyly-Hughes. Il y a seulement 45 survivants.
Le Glorious avait été aperçu dans des conditions de visibilité maximale, une situation durant laquelle un porte-avions aurait normalement un ou plusieurs aéronefs en patrouille aérienne de combat. Le Glorious ne disposait pas d'une telle patrouille et était incapable d'atteindre sa vitesse maximale avant d'arriver à portée des canons de l'ennemi de 11 pouces. Winton décrit le manque de confiance de D'Oyly-Hughes dans l'efficacité des patrouilles aériennes qui fut l'une des causes qui provoqua notamment sa perte[2]. Spécialiste des sous-marins, D'Oyly-Hughes n'avait seulement que dix mois d'expérience dans des opérations de porte-avions.