Кэмерон Мишель Диаз родилась в Сан-Диего недалеко от Лос-Анджелеса 30 августа 1972 года в семье нефтяника и брокерши. В кино будущая голливудская звезда попала случайно. В юности Кэмерон и не помышляла стать актрисой – слушала тяжелый рок, держала дома мини-зоопарк и отрывалась со сверстниками. Но однажды на одной из вечеринок длинноногую блондинку с обворожительной улыбкой заметили сотрудник модельного агентства «Elite» и пригласил на работу. 16-летняя Кэмерон без оглядки подписала контракт с агентством и стала фотомоделью. Кэмерон рекламировала товары ведущих мировых брендов (Levi’s, Calvin Klein и др.) В 21 год успешная модель переквалифицировалась в актрисы и неожиданно для себя прошла кастинг на ведущую роль в комедию «Маска» (1994), где составила компанию Джиму Керри. Фильм обрел невероятную популярность и впоследствии вошел в золотую коллекцию голливудских комедий. А дебютантка Кэмерон Диаз, которая достойно справилась с ролью, мгновенно обрела славу восходящей комедийной звездочки с хорошим драматическим потенциалом. Эту славу укрепили работы в последовавшей комедии «Последний ужин» (1995) и мелодраме «Только она единственная» (1996). Сексуальная, но вместе с тем неловкая и смешная как ребенок, Кэмерон сразу приглянулась и зрителям и продюсерам, иначе как любимицей Голливуда ее не назовешь. Уже через два года после начала актерской карьеры Кэмерон смешила и восхищала зрителей с Киану Ривзом в комедии «Чувствуя Миннесоту» (1996), с Харви Кейтелем в комедийном триллере «Как удержаться на плаву» (1996), с Юэном МакГрегором в фантастике «Менее привычная жизнь» (1997), с Джулией Робертс в комедии «Свадьба лучшего друга» (1997). Следом 26-летняя Диаз появилась в небольшой роли в культовой ленте Терри Гиллиама «Страх и ненависть в Лас-Вегасе» (1998). И покорила зрителей в романтической комедии «Все без ума от Мэри», где за ее благородное сердце борется герой Бена Стиллера. За эту работу актриса получила профессиональное признание академиков и была номинирована на премию «Золотой глобус». Кэмерон не чуждалась и артхаусных проектов. Так, в 1999-ом она появилась в картине Спайка Джонза «Быть Джоном Малковичем» (1999) вместе с Джоном Кьюсаком в главной роли. Эта игра принесла ей очередную номинацию на «Золотой глобус» и впервые – на BAFTA.
Особую популярность Диаз приобрела после премьеры фильма «Ангелы Чарли» (2000), где вместе с Дрю Бэрримор и Люси Лью она исполнила роль суперагента. Впоследствии, она вернулась к своей роли и в сиквеле 2003 года. Затем она приняла участие в озвучке анимационного фильма «Шрек» (2001) и его последующих трех продолжениях. Третью номинацию на «Золотой глобус» актрисе принесла работа в драме «Ванильное небо» (2001), где ее героиня страдала от неразделенной любви к герою Тома Круза. Следом Диаз сыграла тусовщицу в комедии «Милашка» (2002) и королеву уличных карманников Америки 19 века в драме Мартина Скорсезе «Банды Нью-Йорка» (2002). За роль бандитки актриса была номинирована на «Золотой глобус» в четвертый раз. Поклонники обожают Диаз в романтической комедии «Отпуск по обмену» (2006), где она обменялась домами с Кейт Уинлсет и влюбилась в Джуда Лоу. За ними последовали роли в таких фильмах, как: «Однажды в Вегасе», (2008), «Мой ангел-хранитель» (2009), «Посылка» (2010), «Рыцарь дня» (2010), «Зелёный Шершень» (2011), «Очень плохая училка» (2011), «Чего ждать, когда ждёшь ребёнка» (2012), «Гамбит» (2012), «Советник» (2012), «Другая женщина» (2014), «Домашнее видео: Только для взрослых» (2014) и «Энни» (2014)
.
После 2014 года актриса прекратила съемки в фильмах. Это было связано с тем, что последние фильмы, в которых она играла, получали негативные отзывы критиков. Также критики нелестно отзывались и об ее актерской игре. Поэтому Кэмерон решает сделать перерыв в карьере и посвятить время развитию отношений с музыкантом Бенджи Мэдденом, за которого она впоследствии вышла замуж, а также написанию своих книг о здоровье. В 2017 актриса окончательно объявила о завершении актерской карьеры. Но несмотря на это, в 2022 году ожидается выход пятой части анимационного фильма «Шрек», в котором Диаз вернётся к озвучке своего персонажа.