Demi-sœur de l'acteur John Barrymore">John Barrymore Jr. Issue d'une des familles royales d'Hollywood, son oncle Lionel et sa tante Ethel son comédiens, tout comme son père John. L'alcoolisme de son père la fera souffrir et la rendra fragile toute sa courte vie. Tout comme son demi-frère, son nom seul lui permet d'obtenir des rôles au cinéma.

Elle entame une modeste carrière : 10 films en 10 ans, pas un de plus, pas un de moins.

Sa carrière cinématographique n'a jamais été une priorité pour elle, elle souffrait trop pour pouvoir s'en préoccuper et le déclin de sa popularité n'a fait qu'accentuer son mal-être. De plus, elle en se remet pas de la disparition de son 3ème mari.

Diana s'est suicidée le 25 janvier 1960 à New York.