Камерон Диаз родилась 30 августа 1972 года в Сан-Диего, штат Калифорния, США.
С детства Камерон мечтала стать зоологом, разводя дома всякую живность, а об актерской карьере она в то время и не думала. Ее привлекала тяжелая музыка, вместе со своей старшей сестрой они развлекались в клубах, ходили на концерты.
Еще в школе Кэмерон познакомилась на одной из вечеринок с фотографом Джефом Данасом, который пригласил девушку в модельное агентство Elite. После школы она начала серьезно заниматься своей карьерой модели, снимаясь в рекламе и путешествуя по миру.
В кино Диаз попала совершенно случайно. Увидев у своего менеджера сценарий фильма «Маска», она сказала, что легко могла быть сыграть роль певицы ночного клуба. Не имея никакого актерского опыта, она прошла кастинг, покорив продюсеров картины. Как и для Джима Керри, ее партнера по фильму, роль в «Маске» стала для нее пропуском в большое кино.
Не желая довольствоваться малым, Камерон стала брать уроки актерского мастерства, одновременно снимаясь в кино. К этому периоду ее творчества относятся фильмы «Последний ужин» и «Мортал комбат», не имевшие особого успеха у зрителя. Но уже после фильма «Чувствуя Минессоту», вышедшего на экраны в 1996 году, Камерон Диаз стала сниматься в картинах, получивших признание: «Страх и ненависть в Лас-Вегасе», «Быть Джоном Малковичем», «Ангелы Чарли», «Ванильное небо», «Банды Нью-Йорка», «Отпуск по обмену», «Рыцарь дня» и других.
Камерон была несколько раз номинирована как на престижные награды, такие как «Золотой глобус» и приз Британской академии, так и на «Золотую малину», как худшая актриса за фильмы «Ангелы Чарли 2: Только вперед» и «Однажды в Вегасе».