Diana gimė Mykolo (1900–1973 m.; M.Glemžos sūnus) ir Onos (1897–1993 m.; K.Marcinkevičiaus dukra[1]) Glemžų šeimoje. Tėvas buvo girininkas. D. Glemžaitė baigė Pandėlio pradžios mokyklą, toliau mokėsi Rokiškyje, o tėvams karo metu persikėlus į Kupiškį 1941–1944 m. mokėsi Kupiškio gimnazijoje. Jau mokyklos laikotarpiu pradėjo kurti eiles. 1944 m. įstojo į Kauno universiteto Filologijos fakultetą. Pradėjo studijuoti lietuvių kalbą ir literatūrą. Taip pat lankė Kauno taikomosios dailės institutą, kur piešė ir tapė. Jau studijų metu palaikė ryšius su partizanais.
1945 m. balandžio 25 d. suimtas tėvas Mykolas Glemža ir išvežtas į lagerį. 1947 m. pavasarį MGB pradėjo sekti ir D. Glemžaitę. Pajutusi pavojų paliko studijas ir grįžo į tėviškę. Palaikė ryšius su Alizavos, Pandėlio, Kupiškio partizanais ir atlikdavo įvairias slaptas užduotis. Lemtingas lūžis įvyko, kuomet 1948 m. gegužės 22 d. į Sibirą ištrėmus mamą Oną, jaunesnis brolius Juozą ir Liudviką bei sesutę Dalią, Diana po slapstymosi pas žmones pasitraukė į pogrindį ir tapo Algimanto apygardosKunigaikščio Margio rinktinės partizane. 1948 m. partizaniškai, klojime, Alizavos kunigas J. Merkys Dianą sutuokė su šios rinktinės Gedimino kuopos vadu Juozu Bulovu-Iksu. Susilaukė dukros, tačiau tik gimusi mirė.
Aktyviai dalyvaudama kovoje prieš okupantus D. Glemžaitė aktyviai rašė eilėraščius, kurie buvo skelbiami pogrindinėje partizanų spaudoje, sklido tarp žmonių iš lūpų į lupas. 1949 m. parengė rankraštinį rinkinį „Penktieji laisvės kovų metai“.
1949 m. lapkričio 2 d. kartu su vyru ir kitais partizanais pasitraukė į Rokiškio pusę, kur tarp Žiobiškio ir JuodupėsPlunksnuočių miške, 43-me kvartale įsirengė bunkerį. Deja, šį bunkerį pasiūlė įsirengti pagal MGB užduotį užverbuotas vienas iš armijos demobilizuotas vyras, slapyvardžiu „Maskva“, ir jam pavedė sunaikinti J. Bulovo-Ikso vadovaujamą laisvės kovotojų grupę. Bunkeryje apsigyveno šešiese.
1949 m.lapkričio 14 d. 4 val. ryto agentas bunkerį susprogdino. Po to MGB inscenizavo karinę čekistinę operaciją, per kurią 3 valandas apšaudė mišką, vėliau atkasė susprogdintą bunkerį ir ištraukė žuvusius partizanus. Buvo atpažinti partizanų poetė Diana Glemžaitė-Bulovienė, Gedimino kuopos vadas Juozas Bulovas-Iksas, jo pavaduotojas Petras Indriuškevičius-Dainius, taip pat kovotojai Antanas Bulovas-Budrys, Jonas Katelė-Pūkas ir Kazys Kirstukas-Mukas. Žuvusiųjų užkasimo vietą nėra žinoma, tačiau, pagal įvairius informacijos šaltinius, liudininkų pasakojimus, tikėtina, kad jie buvo užkasti dabartinio Rokiškio r. senųjų Juodupės kapinių pietrytiniame pakraštyje.
1994 m. išleistas D. Glemžaitės poezijos rinkinys „Mes mokėsime numirti“.
1997 m. gruodžio 22 d. D. Glemžaitei pripažintas Kario savanorio statusas.