ولد عمرو دياب في مدينة بورسعيد، والده عبد الباسط عبد العزيز من قرية سنهوت مركز منيا القمح، كان والده موظف في هيئة قناة السويس، وكانت والدته مدرسة لغة فرنسية بمدرسة الليسية ببورسعيد.
شجعه والده علي الغناء لأول مرة في مهرجان يوم الجلاء الوطني في 18 يونية 1968، حيث قاموا بزيارة محطة الإذاعة المحلية ببورسعيد وغنى عمرو لأول مرة في الإذاعة النشيد الوطني. وقد شجعه محافظ بورسعيد بإهدائه هدية رمزية.
بدأ دراسته الموسيقية في أكاديمية القاهرة للفن ، انضم عمرو دياب إلى الفرقة "مو الموسيقية" في المدرسة عام1967، وبسبب مجهوداته ربح جيتار .
ترك عمرو دياب بورسعيد وذهب إلى القاهره عام 1982 والتحق بالمعهد العالي للموسيقى العربية .وفي عام 1983 سجل دياب أول اغنيه له بعنوان "الزمان" وهي من تأليف هاني زكي ، وتلحين هاني شنودة الذي يعد أول من اكتشفه.
ثم تخرج عام 1986 وأصدر أول ألبوم له "يا طريق" ، في سنة 1990 اختير عمرو ليمثل مصر في بطولة الأمم الافريقية الخامسة حيث غنى باللغة الإنجليزية والفرنسية .ثم طرح بعدها ألبوم "متخافيش" ، وعام 1991 اصدر البوم "حبيبي" وقد استخدم عمرو الساكسفون لأول مره في عمله من إنتاج شركة صوت الدلتا ثم أصدر بعده في عام 1992 ألبوم "أيامنا" والبوم "ياعمرنا" في عام 1994 ليثبت شعبيته مع الجماهير وخصوصاً أغنية "كان عندك حق". وبعدها يأتي عمرو بألبوم "ويلوموني" عام 1994 الذي يظهر فيه لأول مره اندماج عمرو مع الجيتار الاسباني .كان صاحب أكثر مبيعات العالم العربي وربح دياب ثلاث جوائز وهم (أفضل فيديو كليب – أفضل اغنيه – فنان السنه) في المهرجان العربي السنوي .عام 1998 أًصدِر ألبوم "عودوني" وأخذ عمرو دياب جائزة موناكو العالمية (جائزة فنان العالم الأكثر رواجاً في الشرق الاوسط). ثم جاء عمرو دياب عام 1999 بأغنية أنا "مهما كبرت صغير" تقديراً للفنانين العظام مثل عبد الحليم وأم كلثوم. ثم قام بعد ذلك بالغناء مع النجم الجزائري الشاب خالد ، في أغنية "قلبي" وأيضاً مع المطربه اليونانيه أنجيلا. ثم في عام 2000 تم إصدار ألبوم "تملي معـاك" الذي حقق نجاح كبير في مصر والدول العربية .
وفي عام 2002 أصبح لدى عمرو دياب العديد من النشاطات والعديد من الحفلات في مصر ولبنان والكويت . ربح عمرو جائزة الميوزك اوورد (عن الفنان العربي الاكثر رواجا) ، وكانت هذه الجائزة من أهم الجوائز التي حاز عليها عمرو وهي جائزه تثبت عالميته .اشترك عمرو في بعض الأفلام السينمائية التي لاقت نجاحاً جيداً كان أشهرها (أيس كريم في جليم)
