Cameron Diaz è nata a San Diego, in California nel 1972. Il padre, Emilio Díaz, d’origine cubana, lavorava come sovrintendente per una compagnia petrolifera. La madre, Billie Early, era agente in una compagnia di esportazioni. La Diaz frequentò la "Long Beach Polytechnic High School".

A sedici anni intraprese la carriera di modella per l’agenzia Elle e, dopo aver concluso la High School, andò a lavorare in Giappone. Tornata negli Stati Uniti, continuò l’attività di modella, che la portò a girare il mondo.

A 21 anni, la Diaz si presentò ai provini per il film The Mask, con Jim Carrey. Con sua grande sorpresa, essendo priva di esperienze cinematografiche, fu scelta per il ruolo di protagonista femminile. Iniziò quindi a prendere lezioni di recitazione.

Nei successivi tre anni recitò in film indipendenti, come Una cena quasi perfetta, Due mariti per un matrimonio e Il senso dell'amore.

Riprese ad interpretare produzioni commerciali con Il matrimonio del mio migliore amico e Tutti pazzi per Mary. Ben accolto dalla critica fu anche il suo ruolo in Essere John Malkovich, che le procurò diversi premi.

È stata anche protagonista del primo film Charlie's Angels, adattamento cinematografico della fortunata serie degli anni settanta. Per il seguito, Charlie's Angels: più che mai divenne la seconda attrice, dopo Julia Roberts, a ricevere un compenso di venti milioni di dollari per un singolo ruolo. Doppiò anche il personaggio di Fiona nel film animato Shrek e nei sequel Shrek 2 e Shrek terzo. Nel 2001, il suo ruolo in Vanilla Sky le fece guadagnare diversi premi. Precedentemente alla lunga relazione con il cantante Justin Timberlake, storia conclusa un paio di anni fa, l'attrice è stata sentimentalmente legata all'attore Matt Dillon con il quale in passato recitò anche nel film Tutti pazzi per Mary di cui lei era la protagonista, e Dillon un rozzo investigatore innamorato di lei.Successivamente è stata fidanzata con l'attore e cantante Rock Jared Leto

Filmografia

• The Mask - Da zero a mito (The Mask), regia di Chuck Russell (1994)
• Una cena quasi perfetta (The Last Supper), regia di Stacy Title (1995)
• Il senso dell'amore (She's the One), regia di Edward Burns (1996)
• Due mariti per un matrimonio (Feeling Minnesota), regia di Steven Baigelman (1996)
• Acque profonde (Head Above Water), regia di Jim Wilson (1996)
• Keys to Tulsa, regia di Leslie Greif (1997)
• Il matrimonio del mio migliore amico (My Best Friend's Wedding), regia di P. J. Hogan (1997)
• Una vita esagerata (A Life Less Ordinary), regia di Danny Boyle (1997)
• Paura e delirio a Las Vegas (Fear and Loathing in Las Vegas), regia di Terry Gilliam (1998)
• Tutti pazzi per Mary (There's Something About Mary), regia di Bobby e Peter Farrelly (1998)
• Cose molto cattive (Very Bad Things), regia di Peter Berg (1998)
• Man Woman Film, regia di Cameron Pearson (1999)
• Essere John Malkovich (Being John Malkovich), regia di Spike Jonze (1999)
• Ogni maledetta domenica (Any Given Sunday), regia di Oliver Stone (1999)
• Le cose che so di lei (Things You Can Tell Just by Looking at Her), regia di Rodrigo García (2000)
• Charlie's Angels (Charlie's Angels), regia di McG (2000)
• Verità apparente (The Invisible Circus), regia di Adam Brooks (2001)
• Vanilla Sky (Vanilla Sky), regia di Cameron Crowe (2001)
• Slackers (2002) (Cameo)
• Minority Report (Minority Report), regia di Steven Spielberg (2002) (Cameo)
• La cosa più dolce (The Sweetest Thing), regia di Roger Kumble (2002)
• Gangs of New York (Gangs of New York), regia di Martin Scorsese (2002)
• Charlie's Angels: più che mai (Charlie's Angels: Full Throttle), regia di McG (2003)
• In Her Shoes - Se fossi lei (In Her Shoes), regia di Curtis Hanson (2005)
• L'amore non va in vacanza (The Holiday), regia di Nancy Meyers (2007)
• Notte brava a Las Vegas (What Happens in Vegas...), regia di Tom Vaughan (2008)
• The Box (The Box), regia di Richard Kelly (2008)