Après le divorce de ses parents, immigrés russes, Diane Kurys s'installe à Paris avec sa mère et sa soeur. Elle commence sa carrière comme comédienne, enchaînant les rôles au théâtre et jouant notamment dans la Compagnie Renaud-Barrault. En 1976, elle hérite d'un petit rôle dans le Casanova de Fellini de Federico Fellini.

En 1977, elle se lance dans la réalisation avec Diabolo menthe, un récit quasi-autobiographique sur l'adolescence dont elle signe également le scénario. Le film remporte un large succès public et obtient le Prix Louis Delluc. Toujours dans un registre semi-autobiographique, Diane Kurys s'intéresse aux jeunes adultes soixante-huitards avec Cocktail Molotov, raconte l'amitié particulière entre deux femmes dans les années cinquante avec Coup de foudre, et met en scène une famille se déchirant pendant les vacances dans La Baule-les-Pins.

Diane Kurys réalise ensuite plusieurs films sur des couples aux relations tumultueuses et tragiques : Après l'amour (1992), A la folie (1994) et Les Enfants du siècle (1999) avec Juliette Binoche et Benoît Magimel dans les rôles de George Sand et Alfred de Musset. Elle revient à la comédie avec Je reste !, en 2003, mettant en scène un trio amoureux composé de Sophie Marceau, Charles Berling et Vincent Perez, et le film choral L' Anniversaire (2005). Elle revient en 2007 avec Sagan, un téléfilm sur la vie de la romancière Françoise Sagan, avec Sylvie Testud dans le rôle-titre, qui bénéficie d'une sortie cinéma quelques mois avant sa diffusion télévisuelle.