Actrice américaine, Diane Venora fait ses études à la Juilliard School. Elle monte sur scène dans des pièces shakespeariennes où elle fait sensation. Elle est également repérée au cinéma dans Wolfen (Wadleigh, 1981), et Cotton Club (Coppola, 1984), où elle interprète l’actrice Gloria Swanson. On la retrouve dans FX : Effet de choc (Mandel, 1986), Ironweed (Babenco, 1987) et surtout Bird (Eastwood, 1988).
Mariée au chef opérateur et réalisateur Andrzej Bartkowiak, Diane Venora choisit de se consacrer à son mariage et à l’éducation de sa fille pendant plusieurs années. Elle revient dans le métier avec un rôle dans la série Une rue du tonnerre en 1994. On revoit Diane Venora sur grand écran dans Heat (Mann, 1995), Roméo + Juliette (Luhrmann, 1996), Surviving Picasso (Ivory, 1996), Le chacal (Caton-Jones, 1997), Jugé coupable (Eastwood, 1999), Le 13ème guerrier (McTiernan, 1999) et Révélations (Mann, 1999).
Toutefois, les rôles intéressants se font rares au cours des vingt dernières années où elle alterne des emplois dans des séries B qui ne sortent qu’aux Etats-Unis et des apparitions dans des séries télévisés comme New York – unité spéciale, Threshold, Esprits criminels et Grey’s Anatomy.
Diane Venora semble à nouveau peu présente au cours des années 2010.