Attrice americana di grande talento, Diane Lane è nata a New York nel 1965, figlia di Burt Lane, insegnante di recitazione e di Collen Farrington, cantante e fotomodella per la rivista Playboy.
A tredici anni, attrice in erba, viene scelta dal regista George Roy Hill per sostenere il ruolo di una tredicenne che fugge a Venezia con un coetaneo, aiutata da un vecchio gentiluomo, interpretato dal grande Laurence Olivier, nel film "Una piccola storia d'amore"; grazie a questa pellicola diviene molto popolare. L'incontro con il regista Francis Ford Coppola contribuisce ad accrescere la sua fama anche a livello internazionale.
Sotto la sua direzione, recita in "I ragazzi della 56a Strada" (1982), "Rusty il selvaggio" (1983) - film che hanno lanciato tra gli altri Tom Cruise, Matt Dillon, Mickey Rourke e Patrick Swayze - e il meno fortunato "Cotton Club" (1984) accanto a Richard Gere.
Dal 1988 al 1994 è stata sposata con l'attore Christopher Lambert - con cui ha lavorato in "Love dream" (1989) di Charles Finch e "Scacco mortale" (1992) di Carl Schenkel. Torna alla ribalta nel 1999 con il film "A walk on the moon - Complice la luna" di Tony Goldwyn, seguito da "La tempesta perfetta" (2000) di Wolfgang Petersen.
Nel 2003 viene candidata all'Oscar come miglior attrice protagonista grazie all'interpretazione del thriller "L'amore infedele - Unfaithful" di Adrian Lyne.
Ha lavorato inoltre nel film "Fierce People" di Griffin Dunne, e "Must Love Dogs" di Gary David Goldberg.
E' stata protagonista della pellicola "Hollywoodland" di Allen Coulter ed è nel cast di "Jumper" accanto a Samuel L. Jackson.
Inoltre è nel triller di Gregory Hoblit "Nella rete del serial killer" (2007) e nella commedia romantica "Come un uragano" (2008).