La jeune New-yorkaise, Diane Nemerov, s’intéresse à la photographie dès 14 ans, avec son futur mari Allan Arbus. Après quelques années de collaboration, elle travaille seule et suit les cours de la New School de New York où elle fait la connaissance de la photographe Lisette Model : rencontre fructueuse.
Arbus braque son appareil photo sur la vie urbaine, intéressée par les gens qu’elle croise et tout particulièrement par les humains que la société marginalise pour leur handicap, ou leur sexualité « hors norme », ou enfin leur particularité (gémellité, nanisme…). Elle constitue peu à peu un portrait de New York et de ses habitants, unique et d’une grande valeur documentaire. Spécialiste du noir et blanc, elle opte pour un format carré (6 x 6) et tient à développer ses clichés. Même si, comme elle l’affirme, le sujet l’emporte sur l’esthétique, Arbus devient une grande artiste qui exerce une influence notoire sur la photographie aux États-Unis.
Bénéficiaire de la bourse de la fondation Guggenheim à deux reprises, elle participe à de prestigieuses expositions et San Francisco organise une rétrospective en 2003, qui fait ensuite le tour des capitales européennes. Sa vie, qui finit tragiquement – Arbus se suicide en 1971- inspire le réalisateur Steven Shainberg en 2006.