היא זכתה בשבחים רבים, כולל ארבע מועמדויות לפרס גלובוס הזהב ומועמדות לפרס באפט"א., בשנת2009 קיבלה דיאז כוכב בשדרת הכוכבים של הוליווד עבור תרומתה לקולנוע. בשנת2013 היא צוינה כשחקנית ההוליוודית בעלת השכר הגבוה ביותר מעל גיל 40. נכון לשנת2018, הכנסות הקופות של סרטיה של דיאז מסתכמות בלמעלה מ-3 מיליארד דולר בארצות הברית, כאשר הרווחים ברחבי העולם עולים על 7 מיליארד דולר, מה שהופך אותה לשחקנית החמישית המרוויחה ביותר בארצות הברית. תפקידיה המוקדמים והמוצלחים של דיאז חיזקו אותה כסמל מין וכאחת השחקניות המרוויחות בעולם.
קמרון מישל דיאז נולדה ב-30 באוגוסט1972 בסן דייגו,קליפורניה לבילי (לבית הארלי), סוכנת יבוא/יצוא, ואמיליו דיאז, מנהל עבודה בחברת הנפט 'Unocal'. לדיאז יש אחות גדולה, צ'ימני. משפחת אביה היאקובנית, ואבותיה עברו במקור מספרד לקובה. מאוחר יותר הם התיישבו בשכונתאיבור סיטי,טמפה,פלורידה, לפני שעברו ללוס אנג'לס, שם נולד אביה. משפחתה של אמה בעיקר ממוצאאירופאי.
דיאז גדלה בלונג ביץ' ולמדה בבית הספר היסודי לוס סריטוס, ולאחר מכן בבית הספר התיכון הפוליטכני לונג ביץ', שם הייתה חברה ללימודים של הראפרסנופ דוג.
בעודה לומדת בתיכון, בגיל שש עשרה גילה אותה הצלם ג'ף דונאס, כשבילתה במסיבה בהוליווד בקרבת ביתה. דיאז חתמה על חוזה דוגמנות עםסוכנות הדוגמנות עלית, ודגמנה עבור מותגי אופנה מוכרים כמוקלווין קליין וליוויס. בשנה שלאחר מכן, בגיל 17, היא הופיעה על שער גיליון יולי 1990 של מגזין הנוער 'Seventeen'. דיאז התגוררה במשך שלושה חודשים באוסטרליה וצילמה פרסומת לקוקה קולה בסידני ב-1991.
בשנת1992, בגיל 19, היא הצטלמה בעירום חלקי עם בגדי עור לצילומיהלבשה תחתונה בסגנוןסאדומאזוכיזם על ידי ג'ון רוטר, צלם מקצועי, אך התצלומים לא פורסמו. רוטר פנה לדיאז ב-2003, לפני יציאת הסרט "המלאכיות של צ'רלי: בהילוך גבוה", והציע למכור לה את התמונות והסרטון שברשותו תמורת 3.5 מיליון דולר לפני שינסה למכור אותם לקונים פוטנציאליים. הוא הצהיר כי הוא מציע להםזכות סירוב ראשונה; היא ראתה בכך ניסיון סחיטה ותבעה אותו. ביולי2004, הסרטון בן 30 הדקות של הצילומים, בשם She's No Angel, פורסם באתר רוסי. רוטר הכחיש שפרסם אותו. ב-16 בספטמבר2005 רוטר נידון ליותר משלוש שנות מאסר בגין ניסיון גניבה, זיוף ועדות שקר.
ב-1994 נשלחה דיאז בת ה-21 לאודישן לסרט "המסיכה", על ידי סוכנות הדוגמנות בה עבדה, כשסוכן מטעמם נפגש עם מפיק הסרט. על אף שלא למדה משחק מימיה, דיאז החליטה כי היא מסוגלת לעשות את התפקיד, ואחריאודישנים מפרכים זכתה בו וגילמה את טינה. הסרט היה לשובר קופות ודיאז הפכה לכוכבת בין-לילה.
לאחר סרט זה לקחה סדנה מזורזת במשחק, והחלה לככב בשורה ארוכה של סרטים עצמאיים. למעשה, הקריירה שלה מבוססת על סרטים הוליוודים מובהקים לצד סרטים איכותיים ודלי תקציב. דיאז כיכבה בקומדיה השחורה "ארוחת הערב האחרונה" והמשיכה בסרטים "האחת והיחידה" שלאדוארד ברנס, "להרגיש את מינסוטה", המותחן "ראש מעל המים", "חיים לא רגילים" של הבמאי הבריטידני בויל, "תככים בטלסה", "פחד ותיעוב בלאס וגאס", שהייתהקומדיה מטורפת ביותר ו"עד החתונה זה יעבור",קומדיה שחורה ואכזרית במיוחד.
בין לבין הופיעה בשורה של סרטים עצמאיים שביססו את מעמדה כשחקנית רצינית: ב-1999, "להיות ג'ון מלקוביץ'", בו נאלצה לכער את עצמה לתפקיד, שהיה שונה לחלוטין מתפקידה ב"משתגעים על מרי", שנה קודם לכן. על תפקיד זה קיבלה מועמדות לפרס גלובוס הזהב בקטגוריית שחקנית המשנה. בהמשך כיכבה ב"יום ראשון הגדול",דרמת ספורט שלאוליבר סטון, "דברים שאפשר לדעת עליה", "הקרקס הנעלם" ו"כנופיות ניו יורק", סרטו שלמרטין סקורסזה שהיה מועמד לעשרהפרסי אוסקר וזיכה את דיאז במועמדות נוספת לפרס "גלובוס הזהב" לשחקנית המשנה.
ב-5 בינואר2015, נישאה למוזיקאי האמריקאי,בנג'מין ליוואי "בנג'י" מאדן, הגיטריסט של להקתגוד שארלוט, בטקס יהודי (על אף ששניהם נוצרים) בביתם בבוורלי הילס,[3] וזאת לאחר 17 יום של אירוסין. הזוג הכיר 7 חודשים קודם לכן דרך חברתה של דיאז,ניקול ריצ'י, שהיא גיסתו של מאדן (נשואה לאחיו התאום). בדצמבר2019 קיבלו בני הזוג את בתם הבכורה דרךפונדקאות.[4] במרץ 2024 דווח כי לזוג נולד בן.[5]
בסוף2013 פרסמה דיאז ספר בריאות בשם "ספר הגוף: להאכיל, לזוז להבין ולאהוב את גופך המדהים". הספר דורג במקום השני ברשימת רבי המכר שלהניו יורק טיימס. בשנת2016 הוציאה את ספרה השני "The Longevity Book".