1946년 01월 05일, 0세 때, 다이앤 키튼은 미국 캘리포니아주 로스앤젤레스에서 잭 홀과 도로시 키튼 부부의 네 자녀 가운데 맏이로 태어났고, 출생 당시 이름은 다이앤 홀이었다.

1963년 00월 00일, 17세 때, 다이앤 키튼은 캘리포니아주 샌타애나의 샌타애나 고등학교를 졸업했다.

0000년 00월 00일, 00세 때, 다이앤 키튼은 고교 졸업 뒤 연기 전공생으로 샌타애나 칼리지와 오렌지코스트 칼리지를 차례로 다녔지만, 1년 만에 학업을 그만두고 맨해튼에서 연예계 경력을 쌓기로 했다.

0000년 00월 00일, 00세 때, 다이앤 키튼은 뉴욕 미드타운 맨해튼의 네이버후드 플레이하우스에서 마이즈너 기법으로 연기 수업을 받기 시작했다.

0000년 00월 00일, 00세 때, 다이앤 키튼은 배우 조합에 다이앤 홀이라는 이름의 배우가 이미 등록돼 있어 어머니의 결혼 전 성 키튼을 예명으로 택했다.

1968년 00월 00일, 22세 때, 다이앤 키튼은 브로드웨이 뮤지컬 헤어 초연 무대에서 셰일라 역의 언더스터디를 맡으며 무대에 데뷔했다.

1969년 00월 00일, 23세 때, 다이앤 키튼은 우디 앨런이 쓴 브로드웨이 연극 플레이 잇 어게인, 샘에 출연해 토니상 연극 부문 여우조연상 후보에 올랐다.

1970년 00월 00일, 24세 때, 다이앤 키튼은 영화 Lovers and Other Strangers로 스크린에 처음 섰다.

1974년 00월 00일, 28세 때, 다이앤 키튼은 속편 대부 2에서 케이 애덤스 역을 다시 맡았다.

1977년 00월 00일, 31세 때, 다이앤 키튼은 우디 앨런이 연출과 주연을 겸한 영화 애니 홀에서 제목 속 인물 애니 홀을 연기했다.

1979년 00월 00일, 33세 때, 다이앤 키튼은 우디 앨런의 영화 맨해튼에 출연했다.

1981년 00월 00일, 35세 때, 다이앤 키튼은 영화 레즈에 출연했고, 이 역할로 아카데미 여우주연상 후보에 올랐다.

1987년 00월 00일, 41세 때, 다이앤 키튼은 다큐멘터리 헤븐을 연출하며 감독으로 데뷔했다.

1990년 00월 00일, 44세 때, 다이앤 키튼은 대부 3에서 케이 애덤스 역으로 시리즈를 마무리했다.

1991년 00월 00일, 45세 때, 다이앤 키튼은 영화 신부의 아버지에 출연했다.

1995년 00월 00일, 49세 때, 다이앤 키튼은 영화 언스트렁 히어로즈를 연출했다.

1996년 00월 00일, 50세 때, 다이앤 키튼은 결혼하지 않은 채 딸 덱스터를 입양했다.

1996년 00월 00일, 50세 때, 다이앤 키튼은 영화 조강지처 클럽에 출연했고, 같은 해 마빈의 방으로 아카데미 여우주연상 후보에 올랐다.

2000년 00월 00일, 54세 때, 다이앤 키튼은 영화 행잉 업을 연출했다.

2001년 00월 00일, 55세 때, 다이앤 키튼은 아들 듀크를 입양해 두 자녀를 혼자 길렀다.

2003년 00월 00일, 57세 때, 다이앤 키튼은 영화 사랑할 때 버려야 할 아까운 것들로 골든글로브 여우주연상을 받고 아카데미 여우주연상 후보에 올랐다.

2005년 00월 00일, 59세 때, 다이앤 키튼은 영화 패밀리 스톤에서 시빌 스톤을 연기했다.

2007년 00월 00일, 61세 때, 다이앤 키튼은 필름 앳 링컨센터의 갈라 트리뷰트 주인공이 됐다.

2010년 00월 00일, 64세 때, 다이앤 키튼은 영화 모닝 글로리에서 콜린 펙을 연기했다.

2011년 00월 00일, 65세 때, 다이앤 키튼은 랜덤하우스에서 회고록 Then Again을 펴냈다.

2014년 00월 00일, 68세 때, 다이앤 키튼은 랜덤하우스에서 에세이 Let's Just Say It Wasn't Pretty를 펴냈다.

2017년 06월 08일, 71세 때, 다이앤 키튼은 할리우드 돌비극장에서 열린 갈라에서 우디 앨런으로부터 제45회 AFI 평생공로상을 건네받아 이 상의 아홉 번째 여성 수상자가 됐다.

2018년 00월 00일, 72세 때, 다이앤 키튼은 영화 북클럽에 출연했다.

2020년 00월 00일, 74세 때, 다이앤 키튼은 제92회 아카데미 시상식 각본상 시상자로 나서 봉준호에게 기생충의 트로피를 건넸다.

2020년 00월 00일, 74세 때, 다이앤 키튼은 랜덤하우스에서 남동생과의 관계를 다룬 책 Brother & Sister를 펴냈다.

2022년 00월 00일, 76세 때, 다이앤 키튼은 영화 맥 앤 리타에서 리타를 연기하고, 리졸리에서 사진집 SAVED: My Picture World를 펴냈다.

2023년 00월 00일, 77세 때, 다이앤 키튼은 속편 북클럽: 넥스트 챕터에 다시 출연했다.

2024년 00월 00일, 78세 때, 다이앤 키튼은 영화 서머 캠프에 출연하고, 랄프 로렌과 함께 리졸리에서 책 Fashion First를 펴냈다.

2025년 10월 15일, 사후, 다이앤 키튼은 유족이 낸 성명에서 사인이 폐렴으로 밝혀졌다. 유족은 추모의 뜻을 지역 푸드뱅크나 동물 보호소 기부로 전해 달라고 요청했다.

2026년 10월 11일, 사후, 다이앤 키튼은 1주기를 맞아 엔터테인먼트 투나잇 인스타그램 계정의 추모 게시물로 기려졌다.