Nata in California, dove ha studiato recitazione al Santa Ana College, e successivamente al Neighborhood Playhouse di New York, Diane Keaton ottenne il suo primo ruolo nel musical Hair, a Broadway. Successivamente, nel 1970 Woody Allen la scritturò per la sua commedia Play It Again, Sam che andò in scena sempre a Broadway, e in quell'anno iniziò il suo sodalizio sentimentale ed artistico con il regista. Due anni dopo Allen portò al cinema la sua commedia, e ovviamente scritturò anche Diane, che nel frattempo aveva ottenuto anche un ruolo ne Il Padrino di Coppola, ripreso anche nel seguito del film, due anni dopo. Dopo essere stata tra i protagonisti di altre due opere di Allen, i demenziali Il dormiglione edAmore e guerra, nel 1977 interpreta il thriller In cerca di Mr. Goodbar, ispirato ad una storia vera; un ruolo che le valse una nomination ai Golden Globe.
Lo stesso anno fu nuovamente diretta da Allen nel capolavoro Io e Annie, uno dei suoi film più importanti, che le valse l'Oscar. Grazie a questo ruolo Diane divenne anche un'icona fashion, e i suoi vestiti unisex furono imitati da molte donne. Nei due anni successivi Diane fu ancora protagonista di opere di Allen, come Manhattan e Interiors. Quando la relazione col regista finì, l'attrice si legò a Warren Beatty con il quale girò Reds, diretto dall'attore stesso. Si trattò di un'altra performance di successo, per i quali ottenne delle nomination per gli Oscar e per i Golden Globes.
Nel 1987 Diane firmò la regia del documentario Heaven e in seguito di alcuni videoclip musicali. Per la televisione diresse anche un episodio della serie TV Twin Peaks. Negli anni Novanta Diane riprese il ruolo di Kay Adams nel terzo episodio de Il Padrino, insieme ad Al Pacino (con il quale ebbe una relazione) e quindi tornò a lavorare con Woody Allen nella commedia gialla Misterioso omicidio a Manhattan. Nel 1995 diresse il film drammatico Eroi di tutti i giorni.
Tra i film più importanti della sua carriera, si ricordano - oltre a quelli diretti da Woody Allen - anche La stanza di Marvin, e le commedie di successo Il Club delle prime mogli (insieme alle scoppiettanti Bette Midler e Goldie Hawn), Baby Boom e Crimini del cuore.
Il nuovo Millennio ha rilanciato il successo di Diane Keaton, che ha continuato a ricevere gli apprezzamenti del pubblico. L'attrice ha perso parte prevalentemente in commedie romantiche, come Amori in città... e tradimenti in campagna, dove torna al fianco di Warren Beatty; Tutto può succedere - nel quale divide il set con Jack Nicholson e ottiene una nuova nomination all'Oscar -; il natalizio La neve nel cuore, insieme a Claire Danes, e Perché te lo dice mamma, dove è la madre di Mandy Moore, Lauren Graham e Piper Perabo.
Nel 2000 torna alla regia con il dramma familiare Avviso di chiamata, che si segnala anche per essere l'ultimo film interpretato da Walter Matthau.
In epoca più recente si è cimentata in ruoli più leggeri e disimpegnati, nelle commedie 3 donne al verde (con Katie Holmes e Queen Latifah), Mamma ho perso il lavoro e Il buongiorno del mattino, dove è una conduttrice televisiva in coppia con Harrison Ford.
2004 Candidatura Miglior attrice protagonista per Tutto può succedere
1997 Candidatura Miglior attrice protagonista per La stanza di Marvin
1982 Candidatura Miglior attrice protagonista per Reds
1978 Premio Miglior attrice protagonista per Io e Annie
2004 Premio Migliore attrice protagonista (commedia o musical) per Tutto può succedere
1995 Candidatura Miglior attrice protagonista (miniserie o film per la tv) per Amelia Earhart: the final flight
1994 Candidatura Miglior attrice protagonista (commedia o musical) per Misterioso omicidio a Manhattan
1988 Candidatura Miglior attrice protagonista (commedia o musical) per Baby boom
1985 Candidatura Miglior attrice protagonista (dramma) per Fuga d'inverno
1983 Candidatura Miglior attrice protagonista (dramma) per Spara alla luna
2018 Recitazione
2017 Recitazione
2016 Recitazione
2015 Produzione, Recitazione
Da sempre trovo che la cosa più sexy in un uomo sia il senso dell'umorismo. Quando sono divertenti, sono sexy da morire!
La recensione di Ti presento i suoceri, film dove un cast delle grande occasioni veste i panni di futuri consuoceri in realtà tra loro amanti: una situazione che rischia di mandare all'aria il matrimonio dei figli. Stasera su Sky e disponibile su NOW.
Diane Keaton e Boy George insieme sullo schermo nella commedia sulle seconde opportunità dal titolo Arthur's Whisky, diretta da Stephen Cookson e basata su una sceneggiatura di Alexis Zegerman.
La pellicola sarà diretta dalla regista conosciuta per il franchise di After.
L'attrice premio Oscar ha confessato di aver avuto una cotta per Richard Gere ai tempi del film In cerca di Mr. Goodbar, ma a quanto pare lui non si sarebbe concesso.
Diane Keaton, Susan Sarandon e Richard Gere reciteranno nella romcom Maybe I Do, nel cast anche William H. Macy, Emma Roberts e Luke Bracey.