Fille d'une mère au foyer et d'un père vendeur d'assurances-vies, Dyan Cannon fréquente le lycée West Seattle où elle est couronnée Miss West Seattle en 1954. Elle s'inscrit, après l'obtention de son diplôme de fin d'études secondaires, pendant deux ans et demi à l'Université de Washington, avec une spécialisation en anthropologie. En 1957, Cannon abandonne ses études et part vivre avec sa tante en Arizona. Elle déménage ensuite à Los Angeles avec son compagnon, où elle s'inscrit à l'UCLA et joue dans de nombreuses pièces. Parallèlement, elle travaille comme mannequin et passe de nombreux castings.

De la fin des années 1950 à la fin des années 1960, Dyan apparaît furtivement dans une multitude de séries, comme Au nom de la loi, Les Incorruptibles ou Full Circle pour ne citer qu'elles. Elle trouve également son premier rôle au cinéma en 1959 dans le film de gangsters La Chute d'un caïd, porté par Ray Danton, Karen Steele et Elaine Stewart. A partir des 70's, la jeune femme privilégie le grand écran, apparaissant dans de nombreux films. Parmi eux, nous pouvons citer Bob et Carole et Ted et Alice, Le Gang Anderson, The Love Machine, Des amis comme les miens et Le Ciel peut attendre.

En dehors de sa carrière d'actrice, Dyan Cannon s'aventure également derrière la caméra, devenant l'une des premières femmes à réaliser, écrire et produire un film à Hollywood avec Number One (1976).

À partir des années 1980, Dyan se fait plus rare, même si on peut la voir dans Show Bus, Piège mortel, Caddyshack II, La Vie en plus, La Croisière galère ou 8 Têtes dans un sac. En 1997, elle trouve un rôle important dans la série à succès Ally McBeal. Il s'agit de la juge Jennifer Cone alias Frimousse, le seul grand amour de Richard (Greg Germann). En 2001, celle qui a été la quatrième femme de Gary Grant trouve un autre rôle conséquent côté séries, celui de Honey Bernstein-Flynn dans la sitcom Three Sisters, une mère libre d'esprit qui entretient une relation non conventionnelle avec ses trois filles adultes. 

La native de Tacoma met ensuite un terme à sa carrière, ou presque, puisqu'elle apparaît dans Mood Swings en 2019 et Hope's legacy en 2021.

Laurent Schenck