Aktorka Diane Keaton se narodila jako Diane Hall v roce 1946 v Los Angeles. Po absolvování střední školy navštěvovala komunitní vysokou školu, ale po roce studia zanechala a přestěhovala se do New Yorku. Tam si změnila příjmení na Keaton, což bylo dívčí jméno její matky.
Její první spolupráce s režisérem Woodym Allenem začala v roce 1969, kdy hrála v jeho inscenaci hry Zahraj to znovu, Same, za kterou byla nominována na cenu Tony. Oba pak spolu natočili osm filmů a dodnes jsou blízkými přáteli. V roce 2014 Keatonová v reakci na téma obvinění Allena ze sexuálního zneužívání, které vznesla jeho dcera Dylan Farrowová, pro New York Daily News uvedla: „Jsem Woodyho kamarádka a jsem Woodyho kamarádka už 45 let a nic se na tom nezmění.“
Její průlomová role přišla v roce 1972 ve filmu Francise Forda Coppoly Kmotr, v němž hraje Kay Adams Corleoneovou, manželku Michaela Corleoneho (hrál ho Al Pacino), která je součástí mafiánské zločinecké rodiny. Film získal v témže roce Oscara za nejlepší film, ale Keatonová je pravděpodobně nejznámější díky svému oscarovému výkonu ve filmu Annie Hallová z roku 1977 (kde rovněž hrála hlavní roli a který napsal a režíroval Allen). Během své kariéry byla nominována a získala řadu hereckých ocenění za své role v mnoha filmech, včetně Reds, Marvinův pokoj a Něco se musí nechat. V červnu 2017 jí Americký filmový institut udělil cenu za celoživotní dílo. Po převzetí ceny místo proslovu, který si sama napsala, zazpívala nekonvenční herečka publiku píseň Seems Like Old Times, kterou jí kdysi dal zazpívat Allen. Napsala dva memoárové bestsellery Then Again (2011) a Let’s Just Say It Wasn’t Pretty (2014) a vydala také knihy o architektuře a designu.
Přes románky s hollywoodskými ikonami Allenem, Pacinem a Warrenem Beattym se nikdy nevdala. Na otázku během rozhovoru s Katie Couricovou v roce 2010, proč se nevdala, odpověděla: „Myslím, že důvod, proč jsem se nevdala, byl ten, že bych musela dělat příliš velké kompromisy. . . . Chtěla jsem pro sebe vyzkoušet dobrodružnější věci.“
Láska, která ji „úplně změnila“, je však ta, kterou prožila se svými dětmi. Smrt otce Keatonové v ní probudila smysl pro smrtelnost a probudila v ní mateřský instinkt poměrně pozdě, řekla v roce 2001 časopisu More. V padesáti letech proto Keatonová adoptovala dceru Dexter a o pět let později přivítala syna Duka. V rozhovoru pro časopis Film Monthly označila mateřství za „nejpokornější zkušenost, jakou jsem kdy zažila“ a dodala, že mateřství z ní dělá lepšího člověka. „Myslím, že vás to postaví na vlastní nohy, protože vás to opravdu nutí zabývat se otázkami, o kterých tvrdíte, že jim věříte. Myslím tím, že tu všichni můžeme sedět a mluvit, ale něco jiného je chovat se tak ve svém životě. Takže si myslím, že děti jsou naprosto náročné a naprosto opojné. Opravdu musíte být vždycky sami sebou a být upřímní.“
V 72 letech Keaton nejeví žádné známky zpomalení. V kinech ji můžete vidět v jejím nejnovějším filmu Knižní klub s Jane Fondovou, Candice Bergenovou a Mary Steenburgenovou v hlavních rolích.