Diane Heidkrüger est née le 15 juillet 1976 à Algermissen en Allemagne. Comme elle a la vocation de devenir danseuse étoile ses parents l'envoient à 13 ans étudier la danse à Londres. Une blessure met un terme à sa carrière de petit rat à 16 ans. Elle rejoint Paris pour s'essayer au mannequinat. En 1992 elle termine finaliste au concours Elite "Look of the Year". Elle retourne alors en Allemagne et devient un mannequin à succès pendant quelques années. Son éducation lui permet d'être parfaitement trilingue, en allemand, anglais et français.

Attirée par le métier d'actrice, et sur les conseils de Luc Besson, Diane fréquente le cours Florent à Paris et fait ses débuts à l'écran en 2002 face à Dennis Hopper et Christopher Lambert. Elle enchaîne ensuite de nombreux rôles à succès, dont Joyeux Noël en France et Troie dans le monde entier.

Elle se marie à Guillaume Canet de 2001 à 2006.