Дени Дидро родился 5 октября 1713 года в Лангре, Шампань, Франция. По желанию семьи, юный Дени готовил себя к духовной карьере: учился в лангрском иезуитском коллеже, в 1726 году стал аббатом. В 1732 году он получил магистерскую степень на факультете искусств Парижского университета.
В 1743 году Дидро женился на Анне Антуанетте Шампьон, содержавшей вместе с матерью полотняную лавку. Первое время после женитьбы Дидро зарабатывал переводами. Вместе со своим другом философом и математиком Жаном Лероном Д’Аламбером он получил приглашение стать во главе издания «Энциклопедия, или Толковый словарь наук, искусств и ремесел». Усилиями Дидро и Д’Аламбера книга превратился во всеобъемлющее обозрение современного состояния знаний во Франции. Дидро занимался историей философии и ремесел. В 1772 году первое издание «Энциклопедии» было завершено. Работа заняла 25 лет. «Энциклопедия» составила 28 томов — 17 томов статей и 11 томов иллюстраций. Дидро написал к ней около шести тысяч статей.
В своих первых философских работах «Философские мысли» и «Аллеи, или прогулка скептика» Дидро придерживался деизма. В сочинении «Письмо о слепых в назидание зрячим» перешел на позиции атеизма и материализма. Телеологическому доказательству бытия Бога он противопоставляет эволюционистские воззрения на природу. За вольнодумные сочинения Дидро был арестован. Атеистический материализм получил дальнейшую разработку в его сочинениях «Мысли об истолковании природы», «Разговор Д’Аламбера и Дидро» , «Философские принципы относительно материи и движения» и др.
Дени Дидро — автор пьес — «Побочный сын или Испытания добродетели» и «Отец семейства». Повесть «Монахиня», роман диалог «Племянник Рамо», роман «Жак фаталист и его хозяин» — остались неизвестными его современникам и впервые были опубликованы после смерти автора. В них нашли выражение неприятие Дидро религии и церкви, а также приверженность гуманистическим идеалам. В 1759 — 1781 годах как критик искусства Дидро писал ежегодные обзоры художественных выставок — «Салоны». В 1765 году российская императрица Екатерина II приобрела библиотеку Дидро. Заплатив за библиотеку, Екатерина оставила книги в его пожизненное пользование и назначила философу ежегодное жалованье в качестве библиотекаря, выплатив деньги за 50 лет вперед. Дидро, по приглашению Екатерины II, совершил путешествие в Россию и жил в Петербурге.
В последние годы он продолжал заниматься литературными проектами. 31 июля 1784 года Дени Дидро скончался.