1883 Promotion in Wien. Ab dem Jahr 1885 machte er zahlreiche Forschungsreisen in Europa und Asien, aber auch nach Amerika. 1892 bereiste er im Auftrag der Akademie der Wissenschaften den Zentralhimalaya. Spätere Reisen führten ihn nach Spitzbergen, in den Ural, den Kaukasus, nach Sibirien, Hawaii und Kanada. Diener habilitierte sich 1886 für Geographie und 1893 für Geologie. 1897 außerordentlicher Professor für Geologie, 1903 außerordentlicher und 1906 ordentlicher Professor für Paläontologie an der Wiener Universität und war 1922/23 deren Rektor.