Eredeti neve: Diane Hall.
A család négy gyermeke közül ő a legidősebb. Apja, Jack Hall mérnök, anyja, Dorothy Keaton amatőr fényképész volt. 1965-től dráma tagozatos főiskolán tanult, majd Manhattanben próbált szerencsét. Itt csatlakozott egy színtársulathoz, akikkel zenés-táncos produkciókkal lépett fel különböző éjszakai szórakozóhelyeken. A nagy áttörést 1972-ben <i>A Keresztapa</i> első része jelentette számára.
Diane Keaton soha nem ment férjhez, ám számos sztárkollégájával folytatott viszonyt. A hetvenes évek nagy részét együtt töltötte Woody Allennel; együtt élt Warren Beatty-vel; még kezdő színészként Al Pacino is próbálkozott nála. Jack Nicholsonnal és Keanu Reeves-szel is közös filmjük forgatásán bonyolódott kalandba.<br>
Fontosabb díjai:
New York-i Filmkritikusok Szövetségének díja -1977
Golden Globe díj -1978
BAFTA-díj -1978
Oscar-díj - 1978
Golden Globe díj - 2004