Keaton se je igralsko izobraževala na Santa Ana College v Kaliforniji in v Neighborhood Playhouse v New Yorku. V šestdesetih letih je igrala v poletnih gledaliških predstavah, leta 1968 pa je bila nadomestna igralka za glavno vlogo v broadwayskem rock muzikalu Hair. Leto pozneje je dobila glavno vlogo v predstavi Woodyja Allena Play It Again, Sam (1969), ki jo je kasneje ponovila v filmski različici iz leta 1972. Na filmskem platnu je debitirala v romantični komediji Lovers and Other Strangers (1970), kjer je s svojo naivno, nekoliko zmedeno junakinjo ustvarila prepoznaven komični slog, ki je zaznamoval njene prve vloge.
Diane Keaton je svetovno slavo dosegla z vlogama v kultnih filmih Francisa Forda Coppole The Godfather (1972) in The Godfather, Part II (1974), kjer je igrala ženo Michaela Corleona (Al Pacino). Pravo prelomnico pa je doživela leta 1977 s filmom Annie Hall Woodyja Allena, ki ji je prinesel oskarja za najboljšo igralko. Lik simpatične, nekoliko zmedene, a iskrene Annie je postal njena igralska ikona in eden najbolj prepoznavnih ženskih likov v zgodovini filma.
Od romantičnih klasik do zadnjih vlog
V kasnejših desetletjih je Keaton navduševala v uspešnicah, kot so Father of the Bride (1991) in romantična komedija Something’s Gotta Give (2003), kjer je ob boku Jacka Nicholsona ustvarila eno svojih najbolj priljubljenih vlog. Sledili so filmi The Family Stone, Morning Glory in Book Club, ki so jo utrdili kot kraljico tople, duhovite romantike za zrelejše občinstvo.
V zadnjih letih je igrala v komedijah Poms (2019), Mack & Rita (2022) in Book Club 2 (2023). Njena zadnja filmska vloga je bila v komediji ** Summer Camp (2024)**, s katero se je legendarna igralka poslovila od filmskega platna.
