Диана Крюгер родилась 15 июля 1976 года в небольшом немецком посёлке Альгермиссен, недалеко от города Хильдесхайм в Нижней Саксонии. Её мать Мария-Тереза Хайдкрюгер была простой банковской служащей, а отец Ганс-Хайнрих Хайдкрюгер — компьютерным специалистом. У Дианы также есть младший брат Штефан.

Будучи ещё совсем маленькой Диана мечтала заниматься балетом. Начала танцевать с 2 лет. Поэтому, немного повзрослев, у себя на родине она посещала балетную школу. Благодаря своим стараниям она оказалась на рекламных плакатах школы. Уже через два года она имела четвёртый разряд. Но травма колена, которую Диана получила вскоре, помешала ей стать в будущем балериной.
В 1989 году, когда Диане было 13 лет, её родители развелись. После чего Марии-Терезе пришлось воспитывать двух детей одной. Поэтому между занятиями в школе Диане приходилось разносить почту и подрабатывать в пиццерии. С отцом актриса не общается уже на протяжении многих лет. Ганс считает, что мать специально настроила детей против него. Поэтому он несколько раз публично обращался к дочери с просьбой о прощении, но ответа от актрисы не последовало до сих пор.

В 1991—1992 годах началась модельная карьера Дианы Крюгер. Она приняла участие в престижном конкурсе «Внешность года». По итогам конкурса будущая модель и актриса заняла первое место. Именно это событие стало переломным в карьере Дианы как фотомодели. Вскоре она подписала контракт с одним из самых успешных агентств «Elite» и начала представлять одежду и парфюмерию многих известных торговых марок, в числе которых были Christian Dior, Yves Saint Laurent, Jil Sander, Dolce & Gabbana, Armani. Помимо этого преуспевающую фотомодель можно было увидеть на обложках таких глянцевых изданий, как «Vogue», «ELLE» и некоторых других.

Диана Крюгер осознавала, что карьера модели не может длиться слишком долго, поэтому она решила попробовать себя в киноискусстве.

В 1997 году она приняла участие в кастинге фильма «Пятый элемент» французского режиссёра Люка Бессона. Но из-за того, что Диана в то время не очень хорошо владела французским языком, роль в фильме ей не досталась. Однако именно Люк Бессон сыграл большую роль в актёрской карьере Дианы. Именно он посоветовал ей бросить модельный бизнес и всерьёз заняться актёрской профессией, так как считал, что её ждало блестящее будущее как актрисы. Помимо этого Люк Бессон порекомендовал ей переехать в Париж и взять псевдоним: Крюгер (Kruger) вместо Хайдкрюгер (Heidkrüger). Таким образом она избежала трудности с умлаутом в фамилии на международной арене. Там Диана Крюгер начала обучаться актёрскому мастерству в специализированной школе «Ecole Florent». После усердных занятий в 2002 году она стала лучшей на курсе.

Мировую известность актрисе принёс 2004 год, когда она снялась в 4 фильмах. Во время съёмок в её первой американской картине Пола Макгигана «Одержимость» (2004), где она сыграла одну из главных ролей Лизу вместе с такими актёрами, как Джош Хартнетт, Роуз Бирн и Мэттью Лиллард, Диана Крюгер также прошла кастинг на роль Елены в историческом фильме Вольфганга Петерсена «Троя» (2004). Кроме неё в фильме снялись такие звёзды первой величины, как Брэд Питт, Эрик Бана, Орландо Блум, Шон Бин и некоторые другие.

В 2005 году она снялась в драме Фабьены Берту «Фрэнки» в одноимённой главной роли Фрэнки. Актриса также выступила и как продюсер этой картины. Во время съёмок она 3 недели провела в психиатрической больнице, так как в фильме она была единственной актрисой на экране: все остальные — настоящие пациенты. Но самой успешной работой Дианы в том году была военная драма «Счастливого Рождества» французского режиссёра Кристиана Кариона. Диана Крюгер сыграла роль певицы Анны Соренсен, которая во время Первой мировой войны отправилась на фронт к мужу. Фильм получил номинации в категории «Лучший иностранный фильм» на такие престижные награды как «Оскар» и «Золотой глобус». К тому же это был уже третий по счёту фильм, в котором актриса снималась со своим мужем.

В марте 2006 года состоялась премьера французского приключенческого боевика «Тигровые отряды», рассказывающего о событиях в Париже начала XX века. Диана сыграла роль жены русского князя Констанс Радецки. Но больше всего, по словам актрисы, ей понравилось сниматься в фильме «Переписывая Бетховена», так как её партнёром на съёмочной площадке был Эд Харрис, исполнившего роль композитора Людвига ван Бетховена. Актриса снялась в роли Анны Хольц — студентки Венской консерватории и ассистенки композитора. Премьера фильма состоялась 10 сентября 2006 года на международном кинофестивале в канадском городе Торонто.

16 мая и 27 мая 2007 года Диане Крюгер выпала честь быть ведущей на церемониях открытия и закрытия 60-го Канского кинофестиваля.

Но, несмотря на успешное начало актёрской карьеры, Диана не покинула модельный бизнес и осенью 2004 года представила коллекцию модельера Луи Виттона. Кроме этого актриса периодически участвует в показах одежды и появляется на обложках известных журналов мира. В декабре 2007 года её фотография была размещена на обложке русской версии популярного женского журнала «Cosmopolitan».

Самым значимым фильмом Дианы Крюгер в 2007 году стала картина Джона Тартелтауба «Сокровище нации: Книга тайн», приключенческий боевик компании Walt Disney Pictures, мировая премьера которого состоялась 21 декабря. Премьера в России не заставила себя долго ждать и состоялась через неделю незадолго до Нового года — 27 декабря. В этой картине, продолжении фильма «Сокровище нации», актриса вновь снялась в роли Эбигейл Чейз вместе с Николасом Кейджом.

Помимо этого в 2007 году состоялись мировые премьеры ещё 3 фильмов с участием Дианы Крюгер, но пока не вышедшие в широкий прокат на российские экраны. Это приключенческий фильм Ричарда Шепарда «Охота Ханта», где одну из главных ролей сыграл Ричард Гир. Актриса снялась в этом фильме в роли Мирьяны. И вторая картина — экранизация мемуаров Нельсона Манделы «Прощай, Бафана» датского режиссёра Билле Аугуста. Диана Крюгер играет одну из главных ролей — Глорию Грегори. Также в этой картине снялся английский актёр Джозеф Файнс. Премьеры фильмов в России состоятся соответственно 31 января и 13 марта 2008 года.
Также в день закрытия Каннского кинофестиваля 27 мая 2007 года вне конкурсной программы состоялся показ комедии канадского режиссёра Дени Аркана «Век помрачения», где Диана также сыграла одну из главных ролей. Осенью фильм был выдвинут от Канады на премию «Оскар», но войдёт ли он в число четырёх номинантов как «Лучший фильм на иностранном языке» — станет известно только в январе 2008 года.

В 2009 году состоялась премьера фантастического фильма «Мистер Никто» бельгийского режиссёра Жако Ван Дормаля.У фильма был ограниченный прокат в некоторых странах. Действие картины происходит в не слишком отдалённом будущем, когда главный герой, которого играет Джаред Лето, внезапно просыпается дряхлым стариком и понимает, что он является последним смертным на планете, доживающим свой век среди счастливых бессмертных людей. Помимо Дианы Крюгер, исполнившей роль Анны, одну из главных в фильме, в картине принимали участие Джаред Лето и Сара Полли. Вместо Дианы Крюгер роль Анны могла достаться Еве Грин.

В 2012 году Диану Крюгер пригласили на роль Ищейки в фильм «Гостья» по роману Стефани Майер. Премьера фильма состоялась 29 марта 2013 года.