Отец Камерон диас - кубинец, мать - немка. Сама Камерон мечтала стать зоологом, пока в 16-летнем возрасте не встретила на одной из вечеринок фотографа Джефа дюнасса, который привел ее в модельное агентство Elite. Карьера модели развивалась стремительно. Диас стала регулярно появляться на обложках модных журналов. Снялась в рекламе Coca - Cola и Levis.
В 1990 году у нее завязался роман с продюсером Карлосом де Ла торре. Это в итоге привело ее на съемочную площадку. Ее дебютный фильм - кинокомедия "Маска", вышла на экраны в 1995 году. Роль певицы из ночного клуба, в которую влюблен главный герой - скромный банковский служащий Стэнли ипкисс (Джим Керри), сделала Камерон диас знаменитой.
Вслед за "Маской" последовала череда других успешных ролей и фильмов: "все без ума от Мэри" (1998), "ангелы Чарли" (2000), "ванильное небо" (2001) и другие.