Elle est la fille de Ronald et Mary Agron, Dianna Agron a grandi à Burlingame, Californie, dans la banlieue de San Francisco. Elle a un frère cadet nommé Jason. La famille de son père est originaire de Russie et leur nom de famille, « Agronsky », fut raccourci par les officiels d'Ellis Island. Elle a fait ses études à Burlingame High School en Californie. Adolescente, elle a donné des cours de danse. Elle est apparue dans plusieurs séries télévisées telles que Les Experts : Manhattan, Juste cause ou Numbers et a obtenu un rôle dans Veronica Mars. Son rôle le plus notable jusqu'à présent, est celui de Quinn Fabray dans la série télévisée Glee où elle joue le rôle d'une pom-pom girl qui tombera enceinte. Par la suite, elle entre en collaboration avec Alex Pettyfer dans le film bien connu "Numéro 4" ou bien "I am number four". Par la suite, elle abandonne son méier d'actrice pour se consacrer à la photographie.

Dianna ne ferrait pas de mal à une petite mouche. Elle est douce et gentille, conseille habilement ses amis ect. Bref, elle est par contre assez maladroite mais assez bonne actrice, on comprend pourquoi. C'est une grande romantique.