Diego Luna comenzó a darse a conocer entre el público norteamericano gracias a su papel protagonista en el éxito de IFC "Y Tu Mamá También", en la que, a las órdenes del director Alfonso Cuarón, daba la réplica a su amigo de toda la vida Gael García Bernal. Desde entonces, no ha parado de trabajar con algunos de los directores y estrellas más prestigiosos de la industria cinematográfica.
Podemos verle en la película de Dreamworks "The Terminal", en la que comparte cartel con Tom Hanks y Catherine Zeta-Jones y dirigida por Steven Spielberg. También protagoniza para Warner Bros. Independent Pictures "Criminal", junto a John C. Reilly y a las órdenes del director Gregory Jacobs para Section Eight Productions de Stephen Soderbergh y George Clooney. También podemos verle en la película independiente "Nicotina", que fue premiada en la última edición del Festival de Cine de San Sebastián.
Hemos podido ver a Luna en la película de Disney "Open Range", dirigida y protagonizada por Kevin Costner y en la que también comparte cartel con Robert Duvall y Annette Bening. También ha participado en la película de Miramax "Frida", que protagonizó Salma Hayek a las órdenes de Julie Taymor.
Luna se subió por primera vez a un escenario cuando apenas contaba siete años de edad. Con doce, realizó su debut televisivo en la telenovela "El abuelo y yo" a la que siguieron otros papeles en telenovelas como "El premio mayor" y en las exitosas series dramáticas "El amor de mi vida" y "La vida en el espejo". Ha trabajado en producciones teatrales como "De Película, La Tarea" (basada en la película de mismo nombre de Jame Hurnberto Hermosillo), "Comedia clandestina" y "El cántaro roto", que le valió el "Premio al Mejor Actor Revelación 1996-1997" que otorga la Asociación de Críticos Teatrales. A las órdenes de Antonio Serrano ("Sexo, pudor y lágrimas") actuó en la obra "Molière", de Sabina Berman. Actualmente se encuentra en México produciendo "Los trabajos completos de William Shakespeare", un trabajo que le valió el "Premio Al Mejor Actor Cómico 2001-2002" de la Asociación de Críticos Teatrales.
Además, Luna ha intervenido en películas como "Before Night Falls" (Antes que anochezca) para el director Julian Schnabel; "Ámbar", de Luis Estrada; "Un hilito de sangre", de Erwin Neumaier; "Un dulce olor a muerte", de Gabriel Retes (que obtuvo el segundo puesto en el Festival de Cine de la Habana); "El cometa" de Marisa Sistach; "Todo el poder", de Fernando Sarinana; "Carambola"; "Fidel" (para Showtime); "Ciudades oscuras"; y "Soldados de Salamina", a las órdenes del director David Trueba. Además, Luna ha protagonizado un gran número de películas realizada por estudiantes de CUEC y CCC, incluida "El último fin del año", de Javier Bourges, que obtuvo el Oscar al mejor cortometraje.
