黛安·莲恩生于纽约。父亲伯特·琳恩是表演老师，母亲柯琳·法灵顿是夜总会歌手。她在6岁时就已登台演出，《樱桃园》和《美狄亚》等广受好评的舞台剧使她受到了好莱坞的注意。
岁时琳恩被导演乔治·罗伊·希尔看中，出演了1979年的《小小罗曼史》，与著名的劳伦斯·奥利佛演对手戏。虽然影片票房平平，但奥利佛盛赞琳恩为新一代的格雷斯·凯利。一举成名之后，琳恩的照片登上了各大杂志如《时代周刊》的封面。
大导演弗朗西斯·福特·科波拉选中她出演了两部青春片，《斗鱼》和《局外人》不仅成为电影经典，而且为她赢得了相当一批忠实的影迷。这使得她重新回到公众的视线，并一连获邀主演三部大片。她拒绝了第一部《Splash》，接演了《狠将奇兵》和科波拉的《棉花俱乐部》，但遗憾的是，这两部影片均遭到了疯狂的抨击。1995年戴安·琳恩在史泰龙主演、丹尼·坎农执导的惊悚科幻片《超时空战警》(“Judge Dredd”)、沃尔特·希尔执导的《西域枪神》(“Wild Bill”)和1996年罗宾·威廉姆斯(Robin William)主演的喜剧片《家有杰克》(“Jack”)中出任主角，并在1997年与韦斯利·斯奈普斯(Wesley Snipes)合作主演了惊悚剧情片《白宫谋杀案》，然而所有这一切并没有让她跨入巨星行列。直到1999年，她在1999年广受赞誉的影片《月球漫步》中扮演了一位60年代迷茫困惑的家庭主妇。这部影片得到了广泛的赞扬，使她获得了独立精神奖最佳女演员提名，为她的戏路打开了一条新通道，也再度提醒了好莱坞她的存在。
2000年，全球劲收3亿3千万的灾难巨片《完美风暴》最终使琳恩成为一个家喻户晓的一线红星。2001年，她在韦斯利·斯特里克执导的恐怖悬疑片《玻璃屋的秘密》(“The Glass House”)中饰演莉莉·索伯斯基(Leelee Sobieski)阴险的“两面”监护人格拉斯夫人(Glass)，使人难以忘怀。2002年的《不忠》再次与理查·基尔合作，扮演一位欺骗丈夫的妻子，其炉火纯青的表演为她赢得了奥斯卡最佳女主角的提名。近几年保持着旺盛的创作力，出演了不少精彩影片。
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