Diane Lane s-a năcut pe 22 ianuarie 1965 la New York. Mama ei era cântăreață într-un club de noapte și model Playboy, iar tatăl era profeor de actorie și taximetrist. În copilărie Lane a fost subiect de dispută între cei doi părinți care s-au despărțit când ea avea doar un an. Până la urmă, ea a rămas cu tatăl ei cu care a locuit ani buni în mai toate hotelurile din New York.
La 13 ani Diane a debutat pe marile ecrane în A Little Romance, alături de Laurence Olivier, iar la 14 ani era deja pe coperta revistei Time. Au urmat apoi The Outsiders și Rumble Fish, iar Andy Warhol a declarat-o cea mai tare actriță din noul val.
În ciuda succesului care a durat mai bine de trei decenii și a criticilor aproape mereu favorabile, Diane a primit prima nominalizare la Oscar abia în 2002 pentri rolul din Unfaithful. A fost iubita lui Timothy Hutton, Christopher Atkins, Matt Dillon și Jon Bon Jovi. A fost mpritată cu Christopher Lambert, iar din 2004 este soția lui Josh Brolin.