Diego Luna Alexander nasceu em 29 de dezembro de 1979 na Cidade do México, México, filho de Alejandro Luna e Fiona Alexander, que trabalhou como figurinista. Seu pai é mexicano e sua mãe era britânica, descendente de escoceses e ingleses. Sua mãe morreu quando Diego tinha apenas dois anos, em um acidente de carro. Ele logo ficou imerso na paixão e entretenimento de seu pai - Alejandro é o aclamado designer de teatro, cinema e ópera no México.
Desde tenra idade, ele começou a atuar trabalhando na televisão, cinema e teatro. Seu primeiro papel na televisão foi no filme O Último Ano Novo (1991). Seu próximo papel na novela mexicana El abuelo y yo (1992). Seu melhor amigo de infância e colega ator Gael Garcia Bernal desempenhou o papel principal. Depois de 'El Abuelo y Yo', Diego começou a receber cada vez mais peças de teatro, cinema e TV. Sua grande chance veio em 2001, quando ele foi escalado para o elenco do aclamado Y Tu Mamá También (2001), mais uma vez ao lado de seu melhor amigo Gael García Bernal, como Tenoch Iturbide.
Sua estrela continua a brilhar e ele está se destacando no mercado americano, como estrelando ao lado de Bon Jovi em Vampiros: Los Muertos (2002) e a vencedora do Oscar Frida (2002).
Em 2004, ele estrelou 'Havana Nights: Dirty Dancing 2', o prequel de 'Dirty Dancing', e está trabalhando em mais projetos na América Latina e nos Estados Unidos.
