1965년 1월 22일 미국 뉴욕에서 태어난 다이안 레인은 이상적인 외모를 지녔을뿐 아니라, 어린 시절부터 연기수업을 받아온 실력파 배우이다.

아버지는 연극연출가였고 어머니는 한 때 플레이보이지의 모델을 했을 정도로 매력적인 여성이었다. 그녀는 여섯 살 때부터 연기 수업을 받았는데 실험적인 연극 그룹인 "카페 라 마마"에서 일하면서 유럽순회공연을 하기도 했다. 조셉 팝에게서 수업을 받았고 연극무대에서 계속 실력을 키워나갔다. 링컨 센터에서 공연된 연극 <아가멤논>(1976), <런 어웨이>(1977)에 출연했을뿐 아니라, <벚꽃 언덕>(1978)등에서 보여준 연기는 비평계로부터 좋은 점수를 받기에 충분했다.
1979년 열 세 살의 나이에 조지 로이 힐 감독의 <리틀 로맨스: A Little Romance>(1979)로 장편극영화에 데뷔한 그녀는 대배우 로렌스 올리비에의 상대역으로 열연해 타임지의 표지모델로 선택되기도 했다. 레인은 <숲속의 눈동자: The Watcher In The Woods>(1980), <터치드 바이 러브: Touched By Love>(1980), <사랑의 경주: Six Pack>(1982), <미스 아메리카: Miss All-American Beauty>(1982)등에 출연하면서 안목있는 작품선택과 탁월한 연기실력으로 평계의 총아가 되었다.
곧 프란시스 코폴라와 작업을 함께 하게 되었고, <아웃 사이더: The Outsider>(1983), <럼블 피쉬: Rumble Fish>(1983), <카튼 클럽: The Cotton Club>(1984)으로 인기몰이를 한다.
고독한 영웅 마이클 파레와 함께 공연한 <스트리트 오브 화이어: Street of Fire>(1984)에서는 로큰롤 가수로 등장해 정열적인 무대매너와 관능적인 아름다움을 보여줘 전세계 젊은이들로부터 열광적인 사랑을 받았다.

그후 영화에 잠시 뜸하던 중 1987년 두 편의 영화 <나이트 게임: Lady Beware>(1987), <빅 타운: The Big Town>(1987)에 출연하여 전라의 연기를 보여줘 충격을 주기도 했다.
<프라이스레스 뷰티>(1989)에서 상대역으로 나왔던 크리스토퍼 램버트와 사랑에 빠진 그녀는 그 해 10월 웨딩마치를 울렸다.
<머나먼 대서부: Lonesome Dove>(1989), <천사의 추락: Descending Angel>, <인턴 X: Vital Signs>(1990)등에 출연하였으나 별다른 주목을 받지 못했고, 램버트와 함께 <나이트 무브>(1992)에 출연했으나 결과는 역시 신통치 못했다.
그러나 레인은 리처드 아텐보로 감독의 <채플린>(1992)에서 좋은 연기를 보여줘 심기일전하여 정열적인 활동을 벌이기 시작했다.

90년대 <폴링 엔젤스: Fallen Angels>(1995), <져지 드레드: Judge Dredd>(1995), <알렉 볼드윈의 욕망의 전차:A Streetcar Named Desire>(1995), <와일드 빌: Wild Bill>(1995), <잭: Jack>(1996), <매드 독 타임: Mad Dog Time>(1996), <머더 1600: Murder at 1600>(1997)등에 출연하여 다양한 연기를 보여주었다.