Взяла в качестве артистического псевдонима девичью фамилию матери. После расставания с Алленом (отношения с которым развивались и за пределами съемочной площадки), Китон сблизилась с Уорреном Битти. Помимо достижений в мире кино, Китон известна своим резко отрицательным отношением к пластической хирургии. С 2006 года она является лицом косметической фирмы «L'Oreal». Настоящее имя — Дайан Холл (Diane Hall). Драматическое искусство она изучала в колледже Санта-Аны, затем — в школе при театре `Neighbourhood Playhouse` в Нью-Йорке. У Дайан Китон двое приемных детей — дочь Декстер (1995 г.р.) и сын Дюк (2000 г.р.). Дайан Китон — левша.