Диана Джин Гэблдон родилась 11 января 1952 года в городе Флагстафф, Аризона в семье, в которой смешались мексиканские и английские корни. Отец — из Нью-Мексико. Прадед Дианы по материнской линии эмигрировал в Аризону из Йоркшира в 1860-х.
Гэблдон получила три высших образования. Первым был диплом бакалавра зоологии в Университете Северной Аризоны (1970-1973 гг.) Далее, в 1973-1975 годах последовало обучение в Университете Калифорнии, Сан-Диего в Океанографическом институте Скриппса, который она окончила со степенью магистра по морской биологии. В 1978 году Диана получила докторскую степень по экологии, а в 2007 году Университет Северной Аризоны — её альма-матер — присвоил ей почетное звание Doctor of Humane Letters.
Неожиданный виток развития карьеры привел Гэблдон в сферу компьютерных технологий. В течение десятка лет, уже будучи университетским профессором, она преподавала, писала научные статьи и учебники, в качестве редактора работала над «макмиллановской» компьютерной энциклопедией, основала профессиональный компьютерный журнал Science Software Quarterly и даже создала ряд сценариев для комиксов Диснея.
В конце 1980-х Гэблдон неожиданно решила попробовать себя в беллетристике. «Мне просто захотелось написать роман. О чём нибудь, — признается она в одном из интервью со свойственным ей чувством юмора. — В то время я читала много мистики, вот и решила — пусть роман будет мистическим. Время и место действия? Мне было почти всё равно. Но тут я случайно увидела по телевизору передачу о Шотландии, и меня буквально очаровала красота этой страны и эти мужчины в килтах. Вопрос решился сам собой». Отрывки из романа «Чужестранка» Гэблдон разместила на одном из литературных форумов в Интернете — не столько ради славы или привлечения к себе внимания, сколько в качестве аргумента в дискуссии. Фрагмент пока еще не существующего романа привлек к себе неожиданное внимание, получил множество положительных отзывов, а один из посетителей форума познакомил Диану со своим литературным агентом. Еще через полтора года роман был закончен и опубликован. Он и положил начало саге, созданной в жанре, который сама писательница не в состоянии определить. «Это самый блестящий историко-фантастический приключенческо-романтический роман» — именно так рекламировал один из журналов цикл Гэблдон, который на сегодняшний день состоит из шести романов, седьмой готовится к выходу в конце 2009 года, и, по словам Гэблдон, «запланирован, как минимум ещё один, а дальше... посмотрим, смогу ли я бросить своих читателей».
Романы Дианы Гэблдон регулярно попадают в списки бестселлеров «Нью-Йорк Таймс», переведены на несколько языков и издаются более чем в двадцати странах мира.
В настоящее время Диана живет в Скоттсдейле, Аризона со своим мужем Дугом Уоткинсом, у них трое взрослых детей.