Babası Zeki Doğanay'ın memuriyeti dolayısı ile İstanbul'a, Bakırköy'e yerleştiler. 5 yaşlarında Türk Sanat müziğinin klasik yorumlarını ilk duyuşta usulüne uygun icra edebiliyordu.
Aynı dönemlerde Bakırköy'de 'Yeni Sinema'da Münir Nurettin Selçuk ve Sabite Tur Gülerman'ın yer aldığı bir konserde tertip komitesinin izni ile şarkılar okudu, Münir Nurettin Bey'in dikkatini çekti.
Her yıl 14 Mart'ta Tıbbiyelilerin düzenlediği kutlamalarda şarkı söylemiş ve basında 'Harika Çocuk' manşeti ile haberler sık sık yer almıştır.
1951 yılında 12 yaşındayken, yaşının küçük olmasına rağmen, istisnai bir Kurul kararı ile İstanbul Radyosu'nun sınavında başarılı bulundu.
Ayla Büyükataman, 1951 yılında 12 yaşında iken 39 derece ateş ile İstanbul Radyosu’nun sınavını kazandı. 1956 yılında Son Saat Gazetesinin "Ses Kraliçesi" yarışmasında da Türkiye'nin ses kraliçesi olarak birinci seçildi. Ayla Büyükataman, İstanbul Belediye Konservatuarında Münir Nurettin Selçuk ve Şefik Gürmeriç‘in öğrencisiydi. İstanbul Radyosu’nda solist olarak çalıştı.
Ayla Büyükataman, radyo yıllarında Necdet Koyutürk ve Fehmi Ege Orkestraları’na uzun yıllar tango solistliği de yapmıştır. Plak döneminde, sadece iki 45’lik doldurmuş ve ölümsüz tangolar seslendirmiştir.
Ayla Büyükataman, 1959 yılında 20 yaşında iken Candemir Büyükataman ile evlendi. 4 çocuğu oldu. Eşinin tayini nedeni ile bir müddet Kıbrıs'ta yaşadı. Çok sonra eşinden boşandı.
Yine bir gazetenin yapmış olduğu en sevilen sanatkârlar radyo anketinde Prof.Dr. Alaeddin Yavaşca ve Sadi Işılay ile birlikte birinci seçildi. 1976 yılında Dr.Nevzat Atlığ ile kurulan Devlet Klasik Türk Müziği korosunda 1977 yılında korist olarak vazifelendirildi. 1986-1987 yıllarında koro ile Almanya, Tunus, Mısır, Viyana, Cezayir gezilerini gerçekleştirdi.
Ruhi Ayangil ile konserler verdi. Yalçın Tura'nın eserlerinden albüm çalışmaları yaptı. Necdet Koyutürk, Tülin Yakarçelik, Fehmi Ege ve Şecaattin Tanyerli ile tango programları yaptı.
Tango ve Klasik Türk müziği yorumcusu Ayla Büyükataman ayrıca "Ömrüm Böyle Geçti" (1959) ve "Yumurcak - Veda" (1975) filmlerindeki şarkıları seslendirdi.
Ayla Büyükataman, sevilen şarkıları okuduğu plaklarla müzik yaşamını sürdürdü.
Ayla Büyükataman, 1 Temmuz 2023 tarihinde İstanbul'de 84 yaşında vefat etti.
Plakları 45lik:
Akşam Olduğu Yerde / Gülünce Güzelsin