Diane Lane s-a nascut in New York in anul 1965. La 6 ani a fost distribuita in piesa Medea, o productie La Mama Experimental Theatre, apoi au mai urmat diferite aparitii pe scena. In 1978 isi face debutul in film in A Little Romance, in regia lui George Roy Hill, unde a jucat alaturi de Sir Laurence Olivier. Lane era privita ca una dintre cele mai talentate artiste ale generatiei sale, chiar daca au urmat si roluri mai putin bune in filme ca The Outsiders si Rumble Fish (ambele in 1983), in regia lui Francis Ford Coppola. In 1989 are o aparitie memorabila in Lonesome Dove, o miniserie TV. Urmeaza roluri in filme ca Chaplin (1992), A Streetcar Named Desire (1995) si Jack (1996), iar apoi este distribuita in rolul unei sotii ce are o relatie extramaritala in A Walk on the Moon. Joaca in My Dog Skip si The Perfect Storm (ambele in 2000), Hardball si The Glass House (ambele in 2001) apoi este distribuita in rolul unei sotii infidele in Unfaithful, alaturi de Richard Gere, in regia lui Adrian Lyne. Unfaithful este un remake al filmului La Femme Infidele, de Claude Chabrol. Lane a fost nominalizata la Oscar pentru prestatia sa din acest film in 2003. Au mai urmat roluri in filmele Just Like Mona (2002) si Under the Tuscan Sun (2003).
Pentru rolul din Infidela ea a câștigat premiul pentru cea mai bună actriță al Societății Naționale a Criticilor de Film și premiul New York Film Critics Circle. Pentru interpretarea ei din Under the Tuscan Sun, a câștigat o nominalizare la Globul de Aur pentru cea mai bună actriță. A mai jucat în filme, ca: Fierce People, Must Love Dogs, Hollywoodland, Nopți în Rodanthe (2008), Jumper, Untraceable (2008), Killshot, Secretariat (2010), Cinema Verite (2011, a câștigat nominalizări la premiile Emmy, Screen Actors Guild, Satellite și Globul de Aur pentru interpretarea lui Pat Loud), Superman Omul de oțel (rolul Martha Kent), Batman v Superman: Dawn of Justice (2016), Justice League (2017), Hillary (rolul Hillary Clinton în miniseria din 2015), Every Secret Thing, rol vocal în filmul de animație Inside Out, în filmul biopic Trumbo, în alte două filme din 2017: Paris Can Wait de Eleanor Coppola și Mark Felt: The Man Who Brought Down the White House. Nu a uitat teatrul și la începutul anului 2013, a apărut în Sweet Bird of Youth, la Goodman Theatre din Chicago. În 2015, a jucat în producția off-Broadway The Mystery of Love and Sex. În 2016, la aproape patru decenii după ce a apărut pentru prima dată pe Broadway, Lane a jucat într-o piesă în care a jucat anterior: Livada de cireși a lui Cehov (1977). Ea a jucat rolul unei țărăncuțe în varianta din 1977, dar de data aceasta a jucat rolul principal al doamnei Lyubov Andreyevna Ranevskaya. În 2018, Lane a jucat în miniseria The Romanoffs, rolul Annette Shepherd în ultimul sezon al serialului House of Cards. În 2019, ea a apărut alături de Matthew McConaughey în thrillerul Serenity, apoi în serialul Y.: Ultimul om, alături de Kevin Costner în thrillerul Let Him Go, în 2020. În plan personal, Lane l-a întâlnit pe actorul Christopher Lambert la Paris în timp ce promova The Cotton Club. Au avut o aventură scurtă și s-au despărțit. S-au reîntâlnit doi ani mai târziu la Roma pentru a face împreună un film, intitulat Priceless Beauty, iar în două săptămâni au format un cuplu. Lane și Lambert s-au căsătorit în octombrie 1988, în Santa Fe, New Mexico. Au o fiică, Eleanor Jasmine Lambert. Au divorțat în martie 1994. Lane s-a logodit cu actorul Josh Brolin în iulie 2003 și s-au căsătorit pe 15 august 2004. Pe 20 decembrie 2004, ea a sunat la poliție după o altercație cu el, iar Josh a fost arestat sub acuzația de agresiune domestică. Lane și Brolin au au divorțat pe 2 decembrie 2013.
