Filho de um pai médico e uma mãe professora, música e lingüista. Depois de cursar a Roxbury Latin School, obteve seu Bacharelado pela Universidade de Harvard, em 1958, e seu PhD em Fisiologia e Biofísica de membranas pela Universidade de Cambridge, em 1961. Entre 1962 e 1966, retornou a Harvard como um junior fellow. Tornou-se professor de Fisiologia na UCLA Medical School em 1966.
Entre seus vinte e trinta anos, Diamond também desenvolveu uma segunda carreira paralela em Ecologia e evolução dos pássaros da Nova Guiné, e fez diversas viagens de exploração na Nova Guiné e nas ilhas vizinhas. Em 1975, propôs uma importante teoria sobre a organização de comunidades ecológicas, as chamadas 'regras de montagem' (do inglês, assembly rules).
Depois dos 50 anos, Diamond gradualmente desenvolveu uma terceira carreira em história ambiental, tornando-se professor de Geografia e Ciências de Saúde ambiental na UCLA, sua atual posição.
Diamond fala uma dúzia de línguas, e seus livros baseiam-se em campos tão diversos quanto biologia molecular, linguística e arqueologia, bem como conhecimentos pontuais sobre design de máquinas de escrever e o Japão feudal.