Urodziła się w Londynie podczas nalotu prowadzonego przez niemiecki sterowiec[1]. Była córką brytyjskiego kierowcy wyścigowego Woolfa Barnato i jego amerykańskiej żony[2]. Jako dziewczyna z majętnego domu uczestniczyła w przyjęciach dla wyższych sfer, w tym na dworze króla Edwarda VIII, ale denerwowało ją ciągłe towarzystwo przyzwoitek. Rozpoczęła naukę latania w Brooklands, żeby się od nich uwolnić; w samolocie szkolnym de Havilland Tiger Moth były miejsca tylko dla dwóch osób: instruktora i ucznia[3].
W początkowym okresie wojny była pielęgniarką[4]. Namówiona przez znajomych, wiosną 1941 roku przystąpiła, mimo niewystarczającego nalotu, do egzaminu dla kandydatów do służby jako pilot w Air Transport Auxiliary. Zdała, ale niedługo potem została poważnie ranna w wypadku podczas jazdy konnej i rozpoczęła służbę dopiero dziewięć miesięcy później[5]. Podczas służby w ATA słynęła z rozrywkowego trybu życia[6]. W ciągu trzech lat wojny wykonała loty rozprowadzające kilkuset samolotami, w tym 260 Supermarine’ami Spitfire’ami[7]. W samym tylko wrześniu 1944 roku dostarczyła trzydzieści trzy samoloty czternastu różnych typów[4], a na liście samolotów, za których sterami zasiadła, figuruje też między innymi Supermarine Walrus i North American B-25 Mitchell[1].
W 1942 roku zaręczyła się z pilotem Humphreyem Gilbertem, który jednak zginął miesiąc później[7][8]. W maju 1944 roku poślubiła Wing Commandera Dereka Walkera. We wrześniu udała się z nim parą rozpoznawczych Spitfire’ów na miesiąc miodowy do Brukseli; oficjalnie chodziło o dostarczenie obu maszyn, a gdy wyszło na jaw, że Derek Walker załatwił żonie możliwość odbycia tego lotu wraz z nim, ukarano go odebraniem żołdu na trzy miesiące[9]. Diana owdowiała w listopadzie roku 1945, gdy jej mąż zginął w katastrofie P-51 Mustanga[7]. Później nawiązała wieloletni romans z żonatym pilotem i kierowcą wyścigowym Whitneyem Straightem i w 1947 roku urodziła ich syna, któremu nadano imię Barney (tak samo miał na imię dziadek Diany)[4][7]. Nigdy więcej nie wyszła za mąż[10].
Również w 1963 roku zdiagnozowano u niej nowotwór[11], dożyła jednak wieku dziewięćdziesięciu lat[4]. W 1965 roku została członkiem Orderu Imperium Brytyjskiego[2]. Ostatni lot w Spitfirze, który uważała za swój ulubiony typ samolotu, odbyła jako osiemdziesięcioośmiolatka[1]. Opublikowała autobiografię pod tytułem Spreading My Wings.
