黛安·基顿出生于加利福尼亚州洛杉矶，原名黛安·霍尔，是杰克·霍尔和多萝西·基顿四个孩子中的长女。父亲是位工程师，母亲长得很美，曾在选美竞赛中获胜。黛安从小喜欢演戏，五岁时便参加了教堂的唱诗班，并时常把弟妹们组织起来表演童话。

曾在SantaAna大学学习戏剧，19岁辍学去纽约学习表演。性格叛逆的她还参加了摇滚乐团表演，不久获得机会演出轰动一时的百老汇摇滚音乐剧《毛发》，并由配角升为主角。

1970年初次登上银幕，参演喜剧电影《爱情游戏》。1972年，基顿参演电影《呆头鹅》。接下来又相继客串出演《夜间画廊》等电视。

1972年，在弗朗西斯·科波拉制作的影片《教父》中，基顿饰演迈克尔·柯里昂的女友凯·亚当斯，影片摘得1972年的奥斯卡最佳影片奖。

1973年，参演由伍迪·艾伦执导的电影《傻瓜大闹科学城》，在片中饰演LunaSchlosser。

1974年，再度出演电影《教父2》中的同一角色。在续集中角色有了较大变化。

1977年1月，参演了电影《寻找顾巴先生》，在片中饰演一个过着双重生活的女子。同年4月，基顿和艾伦一起主演罗曼喜剧电影《安妮·霍尔》，在片中饰演安妮·霍尔，基顿也凭借在该片中的出色表演获得了奥斯卡最佳女主角奖。

1979年，出演电影《曼哈顿》，在片中饰演玛丽一角。1982年，参演电影《烽火赤焰万里情》，在片中饰演路易丝·波南特一角，凭借此角色获得第54届奥斯卡最佳女主角提名。

1984年，参演电影《女鼓手》是基顿第一次涉足恐怖电影。同年，参演电影《索菲太太》,，在片中饰演KateSoffel一角，凭借此角色获得第42届金球奖最佳女主角提名。

1986年，基顿和杰西卡·兰格、茜茜·斯派塞克一起主演电影《心之罪》，该剧本改编自贝思·亨利获得普利策奖的作品。

1987年，基顿编剧并导演了她的第一部故事片《天堂》，是一部讲述晚年的记录影片。同年，首次出演由南希·迈耶斯编剧并制片的商业电影《婴儿热》，在片中扮演一个曼哈顿的职业妇女，凭借此角色获得第45届金球奖最佳女主角提名。同年，她在艾伦的电影《岁月流声》中客串了一个夜总会歌手。

1988年，参演电影《好母亲》，在片中饰演AnnaDunlap一角。1990年，基顿在电影《教父3》中再度出演凯·亚当斯。

1991年，参演喜剧电影《新岳父大人》。由于之前《好母亲》的票房失利，她还差点不能出演《新岳父大人》。

1993年，基顿出演电影《曼哈顿神秘谋杀案》，也是她和艾伦自1979年以来再度合作。凭借此角色获得第51届金球奖最佳女主角提名。1995年，基顿导演的第一部故事片《真情赤子心》在小范围上映。

1996年，参演《前妻俱乐部》，与戈尔迪·霍恩、贝特·迈德尔携手演绎了三个“大老婆”，该片在北美市场票房收入1.05亿美金。同年，基顿还主演了《一切从心开始》，在片中扮演一个患白血病的女性，凭借此角色获得了第69届奥斯卡最佳女主角提名。

2000年，基顿执导了个人首部电影《来电传情》，影片讲述了三姐妹和她们年迈的父亲一起生活的趣事。

2001年，基顿和沃伦·比蒂再度携手出演电影《城里城外》。2003年，参演南希·迈耶斯执导的电影《爱是妥协》，成为基顿一个新的高峰。该片在北美票房收入为1.25亿美金。凭借此角色获得了第76届奥斯卡最佳女主角提名。

2005年，基顿和莎拉·杰西卡·帕克一起出演喜剧电影《斯通家族》。

2007年，她和曼迪·摩尔一起主演电影《爱得过火》上映。同时，基顿还作为制片人制作了一系列电影和连续剧，如福克斯广播公司系列剧《新豪门恩怨》。她还制作了格斯·范·桑特导演的关于校园枪杀岸的电影《大象》。同年，基顿获得林肯中心电影协会的表彰。

2008年，参演电影《老妈爱死你》，在片中饰演MarilynCooper一角。

2010年，参演《早间主播》，在片中饰演ColleenPeck一角。

2012年，参演纪录片《记录伍迪·艾伦》，在片中饰演自己。

2013年，参演爱情喜剧片《盛大婚礼》，在片中饰演EllieGriffin一角。

2014年，参演电影《鲁斯和亚历克斯》，在片中饰演Ruth一角。

2015年，参演喜剧电影《爱上库珀一家》，在片中饰演Charlotte一角。

2016年，为迪士尼·皮克斯动画电影《海底总动员2：多莉去哪儿》配音。

2017年5月，与简·方达、坎迪斯·伯根加盟独立喜剧《读书俱乐部》。6月8日，获得美国电影学院颁发的第45届终身成就奖。

2018年，加盟新片《黑鸟》（暂译）。

奥斯卡金像奖

• 2004第76届最佳女主角《爱是妥协》（提名）
• 1997第69届最佳女主角《一切从心开始》（提名）
• 1982第54届最佳女主角《烽火赤焰万里情》（提名）
• 1978第50届最佳女主角《安妮·霍尔》（获奖）

黄金时段艾美奖

• 1995第47届迷你剧/电视电影最佳女主角《最后的飞行》（提名）

日间时段艾美奖

• 1990第17届最佳特别节目导演《CBSSchoolbreakSpecial》（提名）

英国电影学院奖

• 1983第36届最佳女演员《烽火赤焰万里情》（提名）
• 1980第33届最佳女演员《曼哈顿谋杀疑案》（提名）
• 1978第31届最佳女演员《安妮·霍尔》（获奖）

美国电影电视金球奖

• 2004第61届电影类-音乐喜剧类最佳女主角《爱是妥协》（获奖）
• 1995第52届电视类-迷你剧/电视电影最佳女主角《最后的飞行》（提名）
• 1994第51届电影类-音乐喜剧类最佳女主角《曼哈顿谋杀疑案》（提名）
• 1988第45届电影类-音乐喜剧类最佳女主角《婴儿热》（提名）
• 1985第42届电影类-剧情类最佳女主角《索菲太太》（提名）
• 1983第40届电影类-剧情类最佳女主角《射月》（提名）
• 1982第39届电影类-剧情类最佳女主角《烽火赤焰万里情》（提名）
• 1978第35届电影类-剧情类最佳女主角《寻找顾巴先生》（提名）
• 1978第35届电影类-剧情类最佳女主角《安妮·霍尔》（获奖）

意大利大卫奖

• 1982第26届最佳外国女演员《烽火赤焰万里情》（获奖）

美国电影学院

• 2017第45届终身成就奖（获奖）

人民选择奖

• 1983第9届最受欢迎女演员（提名）
• 1982第8届最受欢迎女演员（提名）
• 1979第5届最受欢迎女演员（提名）

美国国家评论协会奖

• 2003第75届最佳女主角《爱是妥协》（获奖）
• 1996第68届最佳群戏表演《原配夫人俱乐部》（获奖）
• 1977第49届最佳女配角《安妮·霍尔》（获奖）

美国国家影评人协会奖

• 1983第18届最佳女主角《射月》（提名）
• 1982第17届最佳女主角《烽火赤焰万里情》（提名）
• 1977第12届最佳女主角《安妮·霍尔》（获奖）

黛安·基顿不仅以炉火纯青的演技，而且以温柔真挚的感情，把人物刻画得十分动人。美国报刊称赞黛安的表演既温柔多情，又富于清新感。

黛安·基顿是演技派明星之一。她在艺术上执着追求，大多塑造现代西方的睿智女性形象，精干刻画她们复杂的心态。在美国影坛上独辟一派，创造了“市民风俗喜剧”。

好莱坞女星黛安·基顿保持着旺盛的创作力。大银幕上的基顿总是个性十足、神采奕奕。除了电影之外，这位公认的才女涉猎广泛，在很多领域展现出惊人的天赋，擅长摄影。