Er is geen betekenisverschil, wel een verschil in stijl.
doodgaan
overlijden
Dat was het jaar waarin mijn hond doodging.
sterven
overlijden, heengaan
De graankorrel moet sterven om vrucht te dragen.
Doodgaan en sterven betekenen beide dat het leven ten einde komt, maar sterven is iets formeler dan doodgaan. Doodgaan wordt eerder van dieren gezegd dan van mensen.
