Cameron Michelle Diaz 1972. augusztus. 30-án született San Diegóban, Kaliforniában. Anyja angol-német származású, exporttal foglalkozó ügynök, akinek cherokee vér is folyik az ereiben. Apja, Emilio Diaz, aki kubai és amerikai vérvonallal büszkélkedhetett, az UNOCAL olajtársaságnál dolgozott több mint 20 évig. 2008-ban hunyt el. Cameron testvérével Long Beach-en nőtt fel. A Long Beach Polytechnic Középiskolában érettségizett, ahol egy éven keresztül a színjátszókör tagja volt. Modellkarrierje 16 évesen kezdődött, amikor egy rendezvényen felfigyeltek rá, ezt követően az Elite Modellügynökségnek köszönhetően bejárta a világot. A következő öt évben megfordult Japánban, Ausztráliában, Mexikóban, Marokkóban és Párizsban is. Olyan cégeknek készült fotósorozata, mint a Calvin Klein vagy Levi's. 1990-ben a Seventeen magazin címlaplánya lett. Filmes karrierje viszonylag későn kezdődött, amikor 1994-ben jelentkezett A maszk (1994) című film válogatására, és megkapta a Jim Carrey által megformált főszereplő partnerének szerepét. A film óriási siker lett, és elindította a színésznő karrierjét. 1996-ban forgatta a Féktelen Minnesota (1996) című filmet, majd több vígjátékban is szerepet kapott. 1999-ben John Malkovich mellett tűnt fel A John Malkovich menetben (1999), és még ugyanebben az évben Al Pacino partnereként is láthattuk a Minden héten háború (1999) című, az amerikai football világába betekintést nyújtó alkotásban. 2000-ben megkapta a Charlie angyalai(2000) sorozat egyik főszerepét, majd szinkronszínészként Fiona hangját kölcsönözte a Shrek (2000) című animációs filmben. 2002-ben Martin Scorsese filmjében, a New York bandáiban (2002) nyújtott alakításért Golden Globe-díjra jelölték. A filmezés mellett Cameron Diaz nagy elkötelezettje az egészséges életmódnak, 2013-ban fittness könyvet jelentetett meg The Body Book címmel. 2014-ben saját cipőmárkát dobott a piacra, amelynek filozófiája, hogy a kényelem és a divat ötvözése. Magánéletében több híresség is feltűnt, köztük a nála kilenc évvel fiatalabb Justin Timberlake is. Legutóbbi nyilvánosságra került kapcsolata a New York Yankees baseball csapat sztárjával, Alex Rodriguezzel 2011-ig tartott.