卡梅隆·迪亚兹1972年8月30日出生于美国加州长滩(Long Beach)，父亲是一个古美混血的工头，母亲则是德国、美洲土著和英国后裔的后代，是一名经纪人。迪亚兹出生不久，全家就搬到了圣迭戈(San Diego)，这里才是她真正的故乡。位于美国西海岸的圣迭戈由于原远离东海岸的喧闹和好莱坞的纸醉金迷，所以卡梅隆在这里健康的度过了童年。

很小的时候，卡梅隆就喜欢参加各种party并喜欢重金属音乐。她母亲很支持她，甚至陪同她参加Van Halen的第一次演出。总而言之，儿时的卡梅隆·迪亚兹是一个活泼调皮的女孩，她本人形容自己儿时说：“我是个很不羁的孩子，老是穿着牛仔裤和法兰绒的衬衫，把梳子插在屁股口袋里，头发上插着羽毛。”

卡梅隆并不甘心于只做一名模特，她也深知模特行业的短暂性。

在模特公司的建议下，卡梅隆开始迈出由模特向演员转型的第一步。

1993年在经过了十二次试镜后，这位由模特转型的新人终于在吉姆·凯瑞的影片中谋得了一个小角色——这就是卡梅隆的电影处女作《变相怪杰》。

1996年，当《爱上明尼苏达》(Feeling Minnesota)的剧本送到她手上时，卡梅隆·迪亚兹并没有急切的接受下来，甚至于在最后一秒之前，她都没有读过剧本。然而，卡梅隆·迪亚兹懒散的天性发挥了作用，她接受了这一角色。与基努·里维斯演对手戏，领衔其他70个演员。这个角色给了卡梅隆·迪亚兹另一个机会展现她的演技，并且向世界证明，她并不是另一个仅靠身体在好莱坞获得成功的模特。影片中她扮演了一名与两兄弟陷入感情纠葛的少女，她对女主角细腻而又矛盾的情感的准确表达给观众留下了深刻的印象。也在拍摄此片时，她遇到了马特·狄龙(Matt Dillon)，当时，马特正在拍摄《爱情尤物》(Beautiful Girls)，他是好莱坞有名的花花公子。此后的几年里，这对银色恋人一直保持着亲密关系。在下一部《爱是唯一》(She's the One)中，她饰演一个与兄弟俩上床的女人。接下来的《浮出水面》(Head above Water)同样是独立制片。奇怪的是，卡梅隆的这些影片扮演的角色大多是易受攻击的女性，常被绑起来；或是身着泳衣在泳池展现迷人身材。同年被全国电影院协会评为明日最有前途的女星。至此，卡梅隆已经出演了几部影片，获得了初步的认可，并有了一些fans。

1997年，卡梅隆重返了主流商业片，这就是1997年的票房黑马《我最好朋友的婚礼》(My Best Friend's Wedding)。片中，她与朱莉娅罗伯茨争夺一个心爱的男人，扮演一个傻呼呼的，天真的未婚妻，两人在演技上也是不分上下。

在1998年，卡梅隆·迪亚兹继续叙写她的辉煌。她出演了搞笑能手法拉利兄弟的《我为玛丽狂》(There's Something About Mary)这是她第一部独挑大梁的影片，也是她当时最卖座的影片，真正地掀起了一阵“我为玛丽狂”的狂潮，也让卡梅隆成功开拓爱情喜剧路线。这部关于一大帮男人死追一个绝色美女的小成本疯狂喜剧令所有影评人跌破眼镜。

而接下来的《坏东西》(Very Bad Thing)中，卡梅隆又摇身一变，成为一个为结婚而不择手段的新娘，这又是一部黑色独立影片。同样还有与约翰尼·德普的《赌城风情画》(Fear and Loathing in Las Vegas)，她在其中扮演一个金发碧眼的电视台女记者。

1999年，卡梅隆更加坚定地向演技派发展。这一年里，除了《Man Woman Film》外，其他两部都使卡梅隆的演技更加成熟。其中的《挑战星期天》(Any Given Sunday)是与大牌导演奥利弗·斯通合作，饰演了一个球队女老板，以往的“甜姐”形象荡然无存，而是一个惟利是图且粗暴管理球队的“悍妇”。接下来的《傀儡人生》(Being John Malkovich)更是自毁形象，出演一个头发乱蓬蓬的家庭主妇，该片是当年最好的黑色影片，卡梅隆也得到一致好评。

将花瓶形象抛到九霄云外，
但始终与奥斯卡无缘，

- 忿忿不平

2000年，卡梅隆除了参加一部独立制片《望穿伊人》(Things You Can Tell Just by Looking at Her)和一部电视记录片的拍摄，最引人注目的就是《查理的天使》(Charlie's Angels)，这部改编自七十年代的热门连续剧，从开拍就引起人们的强烈关注。这也是卡梅隆尝试动作片的作品，虽然影片情节简单，纯属娱乐大餐，但影片 MTV的风格，卡梅隆像时装秀一样身着各种时装，火爆的打斗场面，精彩的飙车，都是她的人气再度上升，并拿到了1200万的片酬。

2008年卡梅隆主演了喜剧爱情片《赌城无记事》，再展甜美微笑。