Fille du répétiteur dramatique Burt Lane, Diane Lane a commencé la comédie sur les planches à l'âge de 6 ans, en faisant partie de la troupe expérimentale new-yorkaise Cafe La Mama, qu'elle accompagne dans une tournée européenne. En 1978, elle rencontre le succès avec la pièce Runaway à Broadway et triomphe l'année suivante dans son premier film I love you, je t'aime où, face à Laurence Olivier, elle arrive à imposer sa fraicheur et sa spontaneité. Elle se perd quelque temps dans des productions mineures, avant de rencontrer Francis F. Coppola, qui devient son mentor. Il la fait jouer dans deux de ses films en 1983 : Outsiders et Rusty James, où elle cotoîe de futures stars hollywoodiennes, encore inconnues à l'époque (Tom Cruise , Matt Dillon , Nicolas Cage...). Elle tourne à nouveau sous la direction de Coppola dans Cotton club en 1984, et apparaît la même année dans Les Rues de feu de Walter Hill, qui connaît un succès public. Elle fait une pause dans sa carrière les trois années suivantes, ce qui lui donne l'occasion de rencontrer Christophe Lambert, qui devient son mari en 1988. Ils tournent ensemble dans Love Dream en 1987 et Face a face en 1992 et participent à la super production Chaplin la même année. Elle divorce en 1994 et tourne pour la quatrième fois sous la direction de Francis Ford Coppola dans Jack en 1996.Elle joue par la suite avec des comédiens aussi importants que Sylvester Stallone (Judge Dredd), Wesley Snipes (Meurtre a la Maison-Blanche), ou encore George Clooney (En pleine tempete). En 2002, elle partage l'affiche de Infidèle et participe à La Prison de verre avec l'une des jeunes espoirs du cinéma américain Leelee Sobieski.
