Китон прославилась в 1970-е годы благодаря роли Кей Адамс в «Крестном отце» Фрэнсиса Форда Копполы, а также сотрудничеству с Вуди Алленом — они вместе работали над фильмами «Спящий», «Любовь и смерть», «Манхэттен». Настоящий успех пришел к ней после выхода картины «Энни Холл» (1977), за которую она получила «Оскар» за лучшую женскую роль. Герой фильма и ее собственный стиль во многом совпадали, сделав Китон одной из самых узнаваемых иконах моды своего времени.
В числе более поздних проектов актрисы — сериал Паоло Соррентино «Молодой папа», романтическая комедия «Любовь по правилам и без», а также фильмы «Клуб первых жен» и «Книжный клуб». Кроме актерской карьеры, Китон занималась режиссурой — например, сняла один из эпизодов культового сериала «Твин Пикс».
У Дайан Китон осталось двое приемных детей: дочь Декстер (удочерена в 1996 году) и сын Дюк (усыновлен в 2001-м). Актриса никогда не была замужем.
В одном из интервью в 2019 году Китон говорила о своем решении не вступать в брак:
Я поняла, что я, наверное, единственная из моего поколения актрис, кто всю жизнь был одинокой женщиной. И я рада этому. Когда-то в старшей школе парень сказал мне: «Ты станешь хорошей женой». А я ответила про себя: «Нет, я не хочу быть женой».
Причины ухода из жизни Дайан Китон пока неизвестны.
