Дианна появилась на свет 30 апреля 1986 года в Саванне, штате Джорджия, в респектабельном семействе. Ее отец — еврей, родом из России, занимает высокий пост генерального управляющего престижной сети отелей «Hyatt Hotels Corporation». В России он носил фамилию Агронский, но в США чиновники сократили ее до «Агрон».
Детство Дианны было счастливым и благополучным. Родители поддерживали творческие начинания дочери и дали ей достойное образование. Уже с трех лет Дианна посещала уроки танцев, которые, по ее признанию, научили ее «сражаться за внимание публики». Дианна росла натурой чувствительной, обожала смотреть кино и выступать на сцене. После выпускного класса у девушки был огромный выбор — умной дочери обеспеченного семейства открывали двери многие престижные учебные заведения. Но Дианна хотела быть только актрисой. Девушка переехала в центр киноиндустрии — в Лос-Анджелес. В городе ангелов Агрон постигала актерское мастерство, снималась в клипах и короткометражках своих однокурсников, и, конечно, пыталась пробиться на большой экран.
Первой крупной удачей стала для нее роль Дженни Будож в молодежном телесериале «Вероника Марс» (2004 — 2007). Проект был рейтинговым, а Дианна появилась в нескольких его эпизодах. Постепенно Агрон получала все больше ролей на ТВ. Следом она сыграла главу черлидерш средней школы в нескольких эпизодах популярного сериала «Герои» (2006 — 2010).
В 21 год актриса сыграла первую главную роль в полнометражном кино — в фильме «Городское нападение» (2007), повествующем об уличных бандах Америки.
В 23 года после активных съемок на телевидении и в кино Дианна получила главную роль в сериале «Лузеры» (с 2009), ставшую для актрисы настоящим прорывом. В этом проекте о хористах-неудачниках Агрон исполнила роль крутой черлидерши-блондинки, самой красивой девушки в школе Квин Фабрей. Сериал полюбился зрителям и молниеносно прославил молодую актрису. Кроме того, проект получил несколько престижных премий — таких, как «Золотой глобус», «Эмми» и Премию гильдии актеров, что закрепило успех «Лузеров». После исполнения этой роли Дианна стала настоящей телезвездой, начала возглавлять всевозможные рейтинги «самых красивых», «самых молодых и перспективных», вести торжественные церемонии и раздавать интервью.
В том же триумфальном для себя году 23-летняя Дианна дебютировала как сценарист и режиссер — короткометражной комедией «A Fuchsia Elephant» (2009), где она также сыграла главную роль вместе с актером Дэйвом Франко. В дальнейшем Дианна не отказалась от режиссерских амбиций: актриса выступила режиссером музыкального клипа для фолк-рок группы «Thao with the Get Down Stay Down», но на большое кино так и не покусилась.
В 2010-ом году актриса появилась с Кристиной Агилерой и Шер в фильме «Бурлеск», где сыграла роль Натали. Другой яркой работой актрисы стала роль Сары в фантастическом триллере Ди Джея Карузо «Я — Четвертый» (2011). В этом фильме Дианна играет странную девушку, дружащую с ботаником, который внезапно обнаруживает в себе телепатические способности. Фильм оказался весьма успешным среди молодежной аудитории и удостоился номинации на премию MTV. На съемках этой ленты у Дианны завязался продолжительный роман с коллегой Алексом Петтифером.
В очередном крупном голливудском проекте Дианна появилась только спустя два года. В 2013-ом она составила компанию Роберту Де Ниро, Мишель Пфайффер и Томми Ли Джонсу в криминальной саге Люка Бессона «Малавита».
