Diana Wynyard, urodzona jako Dorothy Isobel Cox, przyszła na świat 16 stycznia 1906 roku w Londynie w Anglii, w Wielkiej Brytanii. Była brytyjską aktorką teatralną i filmową. Z przemysłem filmowym związana była jako aktorka dramatyczna, występująca zarówno w produkcjach brytyjskich, jak i amerykańskich.
Karierę rozpoczęła na scenie londyńskiej w latach 20. XX wieku, zdobywając uznanie w repertuarze dramatycznym. Na początku lat 30. została zaangażowana do pracy w Hollywood. W 1932 roku wystąpiła w filmie „Rasputin and the Empress”, a w 1933 roku zagrała w „Cavalcade”, który zdobył Oscara dla najlepszego filmu. Za rolę w „Cavalcade” otrzymała nominację do Oscara dla najlepszej aktorki pierwszoplanowej, stając się jedną z pierwszych brytyjskich aktorek nominowanych w tej kategorii.
W 1940 roku zagrała główną rolę Belli Mallen w brytyjskim filmie „Gaslight” w reżyserii Thoraolda Dickinsona. Była to oryginalna wersja historii, która kilka lat później została zekranizowana ponownie w Stanach Zjednoczonych. Produkcja brytyjska z jej udziałem została czasowo wycofana z obiegu w związku z planowanym amerykańskim remake’em, jednak część kopii filmu przetrwała. Rola ta należy do najważniejszych w jej dorobku filmowym.
Równolegle rozwijała intensywną karierę teatralną. W latach 1948–1952 była czołową aktorką zespołu w Stratford-upon-Avon (Memorial Theatre), występując w repertuarze szekspirowskim. Jej działalność sceniczna miała istotne znaczenie dla brytyjskiego teatru powojennego. W 1953 roku została odznaczona Orderem Imperium Brytyjskiego w stopniu Komandora (CBE) za zasługi dla kultury.
W 1943 roku zawarła związek małżeński z reżyserem Carolem Reedem; małżeństwo zakończyło się rozwodem w 1947 roku. W 1951 roku poślubiła węgierskiego lekarza Tibora Csato; związek ten zakończył się rozwodem w 1958 roku. Nie miała dzieci.
Zmarła 13 maja 1964 roku w Londynie w Anglii na skutek choroby nerek. Zachorowała nagle podczas prób do sztuki „Budowniczy Solness” („The Master Builder”) w National Theatre Company; w przedstawieniu zastąpiła ją Maggie Smith. Została poddana kremacji w Golders Green Crematorium w Londynie, a jej prochy rozsypano w ogrodzie pamięci (Lawns of Remembrance).
W 1940 roku zagrała główną rolę w brytyjskiej wersji „Gaslight”.
W latach 1948–1952 była czołową aktorką zespołu w Stratford-upon-Avon.
W 1953 roku otrzymała tytuł Komandora Orderu Imperium Brytyjskiego (CBE).
Była jedną z pierwszych brytyjskich aktorek nominowanych do Oscara.