Autodidacte, abandonà els estudis de medicina per dedicar-se a la música. Després d’iniciar-se com a lletrista i compositor per encàrrec, a mitjan anys seixanta formà un trio que obtingué el primer èxit amb les cançons “Solitary Man” i “Cherry Cherry”, del seu primer àlbum The Feel of Neil Diamond (1966), èxit superat per la cançó I’m a Believer (1966), en versió de The Monkees. Des d’aleshores ha publicat més de trenta àlbums que l’han situat com un dels principals cantautors nord-americans. Cal esmentar-ne Moods (1972), Serenade (1974), You dont’t Bring Me Flowers (1978), 12 Songs (2005), Home Before Dark (2008) i Melody Road (2014). A banda, els discs de les bandes sonores dels films Jonathan Livingston Seagull (1973, de Hall Bartlett) i The Jazz Singer (1980, de Richard Fleischer), el segon dels quals protagonitzà, també foren dels més venuts. En un estil eclèctic amb elements del pop, el rock, el folk i el country, entre les seves cançons més populars hi ha, a més de les esmentades, Sweet Caroline, Holly Holy, Song Sung Blue, Hot August Night, Love on the Rocks i Girl, You’ll Be a Woman Soon. El gener del 2018 anuncià que abandonava les gires en haver-se-li diagnosticat la malaltia de Parkinson. Ha rebut nombrosos premis Grammy pels seus àlbums i cançons, i el 2018 el Grammy a la trajectòria. Ingressà al Songwriters Hall of Fame el 1984 i al Rock and Roll Hall of Fame el 2011, entre altres distincions.