Dias studerade vid Coimbras universitet, blev vid återkomsten till Brasilien professor i historia i Rio de Janeiro och sändes av regeringen på flera vetenskapliga expeditioner. DiktsamlingenPrimeiros cantos (1846) förskaffade honom genast en popularitet, som ökades av Segundos cantos (1848) och Ultimos cantos (1851). Dias skrev skådespelenLeonor de Mendonça, Boabdil, Beatrice Cenci och Patkul, ett ofullbordat epos, Os tymbiras, samt en ordbok över ett indianspråkDiccionario da lingua tupy (1858). Dias vistades flera år på Europaskontinent och utgav själv 1857 en upplaga av sina lyriska dikter, Cantos, i Leipzig. Hans dikter blev förebildande genom sin nationella prägel, lokalfärgen och behandlingen av gamla indianska motiv; med hans episka diktning samt erotiska och elegiskalyrik kulminerar romantiken i Brasiliens vitterhet. Efter Dias död utkom hans Obras posthumas (1866).