Diane Lane iniciou sua carreira de atriz muito jovem, fazendo sua estreia nos palcos aos seis anos. Seu trabalho em produções teatrais aclamadas como "The Cherry Orchard" e "Medea" a levou a Hollywood. Ela tinha 13 anos quando foi escalada pelo diretor George Roy Hill em seu filme de 1979, A Little Romance (1979), contracenando com Sir Laurence Olivier. O filme teve um desempenho comercial apenas razoável, mas Olivier elogiou sua jovem co-estrela, chamando-a de nova Grace Kelly. Após sua estreia bem recebida, Diane apareceu em capas de revistas no mundo todo, incluindo a "Time", que a declarou a "nova jovem sensação da atuação". No entanto, as coisas se acalmaram um pouco quando ela se viu em fracassos críticos e financeiros como Touched by Love (1980), Cattle Annie and Little Britches (1980), Movie Madness (1982), Ladies and Gentlemen, the Fabulous Stains (1982) e, mais memoravelmente, Six Pack (1982), todos os quais falharam em impulsionar sua carreira.

Ela também fez vários filmes para TV durante este período, mas foi em 1983 que ela finalmente começou a cumprir a promessa de estrelato que havia sido prevista para ela. O aclamado diretor Francis Ford Coppola notou o apelo de Diane e a escalou em dois filmes orientados para o público jovem baseados em romances de S.E. Hinton. De fato, Rumble Fish (1983) e The Outsiders (1983) se tornaram clássicos cult e resultaram em uma base de fãs leais. A indústria agora estava prestando atenção em Diane Lane, e ela logo conseguiu papéis principais em três épicos de estúdio de grande orçamento. Ela recusou o primeiro, Splash (1984) (que foi um sucesso surpresa para Daryl Hannah). Infelizmente, os outros dois foram bombas críticas e de bilheteria: a fábula brilhante de rock 'n' roll de Walter Hill, Streets of Fire (1984), não foi o enorme sucesso de verão que muitos pensaram que seria, e o conturbado épico de Coppola, The Cotton Club (1984), co-estrelando Richard Gere, também foi um fracasso de alto perfil. O fracasso consecutivo de ambos os filmes poderia ter encerrado sua carreira ali e então -- mas felizmente não o fez. Possivelmente "esgotada" pelas críticas que esses filmes receberam e infeliz com a direção que sua carreira estava tomando, ela "se aposentou" do cinema aos 19 anos, dizendo que havia esquecido por que começou a atuar. Ela ficou longe das telas pelos três anos seguintes. Ironicamente, os dois filmes que foram as principais causas de sua "aposentadoria" cresceram em popularidade desde então, e "Streets of Fire" especialmente parece ter encontrado o tipo de público que não conseguiu quando foi lançado.

O processo de reconstrução de sua carreira foi lento e gradual. Primeiro veio o obscuro e muito sexy thriller direto para vídeo Lady Beware (1987), seguido pelo aclamado pela crítica, mas pouco visto, The Big Town (1987), com Matt Dillon e Tommy Lee Jones. No primeiro, Diane interpreta uma stripper muito misteriosa e sexy, e sua memorável sequência de strip é um destaque do filme. Apesar de sua nova imagem sexy na tela, foi apenas com a minissérie de TV de grande sucesso Lonesome Dove (1989) que Diane causou outra grande impressão em um público considerável. Sua atuação no épico western hugely popular e aclamado pela crítica como uma "prostituta com coração" vulnerável lhe rendeu uma indicação ao Emmy e muitos elogios. Os produtores de cinema estavam interessados nela novamente. Outra produção televisiva bem recebida, Descending Angel (1990), foi seguida por papéis menores em filmes importantes como Chaplin (1992), de Richard Attenborough, e Indian Summer (1993), de Mike Binder, e papéis maiores em pequenos filmes independentes como My New Gun (1992), Vital Signs (1990) e Knight Moves (1992). De fato, os dois últimos filmes co-estrelaram seu então-marido, Christopher Lambert, com quem ela teve uma filha chamada Eleanor.

Diane estava agora restabelecida em Hollywood e começou a aparecer em papéis coadjuvantes de maior destaque em alguns filmes de grande orçamento, como Wild Bill (1995), de Walter Hill, o filme de ação de Sylvester Stallone, Judge Dredd (1995), a comédia de Robin Williams, Jack (1996), e Murder at 1600 (1997), co-estrelando Wesley Snipes. No entanto, todos esses ainda não fizeram de Diane uma "estrela de grande nome" e, em 1997, ela se viu, possivelmente por escolha, de volta a projetos menores e pessoais.

Seu próximo papel como uma frustrada dona de casa dos anos 1960 no sucesso independente A Walk on the Moon (1999) merecidamente lhe rendeu críticas entusiasmadas e, finalmente, deu à sua carreira o grande impulso que precisava. A comédia fofa, mas comovente, My Dog Skip (2000) também provou ser um sucesso de pequena escala. No entanto, foi o blockbuster The Perfect Storm (2000), que arrecadou £330 milhões em todo o mundo, que finalmente fez de Diane Lane o nome familiar que ela sempre deveria ter sido.

Após o sucesso mundial de "The Perfect Storm", ela estava mais requisitada do que nunca. Ela interpretou a sinistra guardiã viciada de Leelee Sobieski no thriller The Glass House (2001), e co-estrelou com Keanu Reeves no sucesso número 1 Hard Ball (2001). No entanto, seu maior momento de carreira ainda estava por vir com seu papel principal no enorme sucesso crítico e comercial Unfaithful (2002), no qual ela interpretou superbamente a esposa adúltera de Richard Gere. Sua atuação conquistou o respeito de críticos e público, bem como muitos prêmios e indicações, incluindo indicações ao Oscar de Melhor Atriz e ao Globo de Ouro.

Seus filmes seguintes, incluindo Under the Tuscan Sun (2003), Must Love Dogs (2005), Hollywoodland (2006), Secretariat (2010) e o blockbuster Man of Steel (2013), foram todos recebidos e suas atuações foram muito elogiadas. Ela ganhou mais indicações ao Globo de Ouro de Melhor Atriz por seus papéis em Under the Tuscan Sun (2003) e Cinema Verite (2011).

Ela é muito bem conceituada na indústria, adorada pelos fãs de cinema, e tem uma credibilidade e qualidade que são raras hoje em dia. Seu imenso talento em interpretar personagens humanos e reais, sua beleza "de tirar o fôlego" e sua autenticidade garantem que ela permanecerá no topo, e ela já demonstrou o tipo de resiliência que a manterá trabalhando por muito, muito tempo.