Η Δέσπω Διαμαντίδου γεννήθηκε στις 13 Ιουλίου 1916 στον Πειραιά. H καταγωγή της ήταν από τη Ρωσία. Δεν φοίτησε ποτέ σε ελληνικό σχολείο και τελείωσε τη μέση εκπαίδευση σε γερμανική σχολή. Ήταν εγγονή του μηχανικού, Σπυρίδωνα Κριτσιλή, ο οποίος διατέλεσε, πολλές φορές και βουλευτής.
Κατά τα παιδικά της χρόνια υπήρξε στενή φίλη του -επίσης Πειραιώτη- Γιάννη Τσαρούχη, ο οποίος ,ως αρκετά μεγαλύτερός της, την είχε υπό την φροντίδα του. Ήταν παντρεμένη με τον, επίσης ηθοποιό Ανδρέα Φιλιππίδη και είχαν ένα γιο.
Η γνωστή ηθοποιός ήταν πολύ καλή στη γυμναστική, όπου υπήρξε πρωταθλήτρια Ελλάδας στην παιδική κατηγορία, με τη βοήθεια του Εβραίου δασκάλου της. Όταν κάποτε πήγε στο Νταχάου, είδε το όνομά του ανάμεσα στα χιλιάδες άλλα όσων είχαν καεί στους φούρνους. Βγήκε έξω και έκανε εμετό.
Η Δέσπω Διαμαντίδου, αφού τελείωσε τη Δραματική Σχολή του Εθνικού Θεάτρου, πρωτοεμφανίστηκε στον Χορό της Μήδειας του Ευριπίδη το 1942. O πρώτος της σημαντικός ρόλος ήταν αυτός της Λαίδης Καρολίνας στο έργο του Tζέιμς Μπάρρυ «Δεν φταίει το αστέρι μας», υπό τη σκηνοθετική καθοδήγηση του δασκάλου και ιδρυτή του Θεάτρου, Κάρολου Κουν. Στο θέατρο συνεργάστηκε με πολλούς θιάσους, όπως του Μουσούρη, του Ανδρεάδη, της Μανωλίδου – Αρώνη και του Χορν.
Από το 1946 έως το 1950 ήταν βασικό στέλεχος του Εθνικού Θεάτρου. Το 1949 είναι η κορυφαία του Χορού στην Ορέστεια του Αισχύλου που παρουσιάστηκε με μεγάλη επιτυχία στο Ηρώδειο, σε σκηνοθεσία του Δημήτρη Ροντήρη. Στο Εθνικό επανήλθε το 1954 και παρέμεινε έως το 1963. Εμφανίστηκε σε πολλά έργα, ενώ ξεχώρισε με την ερμηνεία της ως κορυφαία στην Εκάβη του Ευριπίδη, στον Γλάρο του Τσέχωφ ως Πωλίνα και στις Εκκλησιάζουσες του Αριστοφάνη στον ρόλο του Κήρυκα.
Το 1947 εμφανίστηκε για πρώτη φορά στη μεγάλη οθόνη, στην ταινία «Τα παιδιά της Αθήνας», αλλά ο δρόμος για τη διεθνή κινηματογραφική της καριέρα ξεκίνησε τη δεκαετία του ’60. Το 1965 εμφανίστηκε στην ταινία «No Mr Johnson» με παραγωγό τον Tζέιμς Πάρις και σκηνοθέτη τον Γρηγόρη Γρηγορίου.
Το 1967 έφυγε για τις ΗΠΑ, όπου παρέμεινε έως το τέλος της δικτατορίας, το 1974, εκφράζοντας την αντίθεσή της στο καθεστώς.
Με την αχώριστη φίλη της, Μελίνα Μερκούρη, πρωταγωνίστησαν στο έργο του Ζιλ Ντασέν «Ίλια Ντάρλινγκ» (θεατρική διασκευή της ταινίας «Ποτέ την Κυριακή»), στο θέατρο Μαρκ Χέλιντζερ, στο Μπρόντγουεϊ της Νέας Υόρκης. Σταθμός στη θεατρική της πορεία θεωρείται ο ρόλος της στο «Καμπαρέ», όταν, αντικαθιστώντας τη Λότε Λένια, μεταμορφώθηκε σε Φράου Φράιντερ. Την ίδια περίοδο έγινε η κινηματογραφική μητέρα του Γούντυ Άλλεν, στον «Ειρηνοποιό».
Το 1991 τιμήθηκε με το κρατικό βραβείο β’ γυναικείου ρόλου για την ταινία του Θ. Σκρουμπέλου «O Τζώνη Κέλν κυρία μου». H Δέσπω Διαμαντίδου διακρίθηκε και για το πλούσιο μεταφραστικό της έργο, ενώ συνεργάστηκε με τους περισσότερους Έλληνες σκηνοθέτες. Έλαβε μέρος σε πάνω από 40 ελληνικές ταινίες, από τις οποίες ξεχωρίζουν:
Ο Δημήτρης Παπαμιχαήλ άνθισε στο πλευρό της σημαντικής Ελληνίδας ηθοποιού, με τον οποίο τον χώριζαν 18 χρόνια, αλλά τον ένωσε η ουσία της δραματουργίας, το όραμα που λέγεται ότι είχε στην αρχή της καριέρας του να παίξει μόνο μεγάλους, μόνο σπουδαίους ρόλους στη ζωή του.
Μαθητής ακόμη του Εθνικού θεάτρου, ο Δημήτρης Παπαμιχαήλ γνωρίζει τη Δέσπω Διαμαντίδου. Ήταν το 1955 και η γνωριμία τους έγινε στην παράσταση του Εθνικού, την Εκάβη. Εκείνος μαθητής κι εκείνη ήδη καταξιωμένη πρωταγωνίστρια. Η Διαμαντίδου ήταν μία καλλιεργημένη ηθοποιός. Διέθετε πνεύμα, μόρφωση, ενώ μιλούσε πέντε γλώσσες. Προσόντα που, τα χρόνια εκείνα, δεν τα συναντούσες εύκολα. Η ηθοποιός, όμως, ήταν κι ένας ξεχωριστός χαρακτήρας, ενώ διέθετε έντονη προσωπικότητα που δύσκολα θα περνούσε απαρατήρητη.
Ο νεαρός, τότε, Παπαμιχαήλ φαίνεται πως μαγεύτηκε με την ευγενική και αξιοπρεπή προσωπικότητά της. Και ο έρωτας για την, αρκετά μεγαλύτερή του, Διαμαντίδου δεν άργησε να έρθει. Ανάμεσά τους αναπτύχθηκε μία τρυφερή σχέση. Εκείνη, άλλωστε, είχε πάρει διαζύγιο από τον, επίσης, ηθοποιό Ανδρέα Φιλιππίδη, με τον οποίο είχαν αποκτήσει έναν γιο. Η ηθοποιός βοήθησε πολύ τον Παπαμιχαήλ στα πρώτα του βήματα. Τον συμβούλευε, τον καθοδηγούσε, τον ενέπνεε. Τον στήριξε στο ξεκίνημά του και ήταν δίπλα του σε κάθε περίσταση.
Η Δέσπω Διαμαντίδου συνεργάστηκε ξανά με τον Δημήτρη Παπαμιχαήλ παρά το σκάνδαλο που ξέσπασε το 1964.
Τα δημοσιεύματα μιλάνε για έναν μεγάλο έρωτα. Ο Παπαμιχαήλ θαύμαζε πολύ αυτήν τη σπουδαία κυρία του θεάτρου, η οποία αποτέλεσε για εκείνον κι ένα μεγάλο σχολείο.
Μάλιστα, οι δυο τους συναντήθηκαν στη σκηνή 13 φορές, με τον νεαρό ηθοποιό να παίζει σε αρκετά έργα που είχε μεταφράσει εκείνη.
Στο κινηματογραφικό πανί, όμως, είχαν συναντηθεί και με την Αλίκη Βουγιουκλάκη. Το 1960 οι τρεις τους παίζουν στην ταινία «Μανταλένα», όπου η Διαμαντίδου υποδύεται τη μητέρα του Παπαμιχαήλ, ενώ, έναν χρόνο αργότερα, το 1961, συμπρωταγωνιστούν στην ταινία «Η Αλίκη στο ναυτικό», όπου η Διαμαντίδου υποδυόταν τη μητέρα της Βουγιουκλάκη. Και στις δύο ταινίες οι σχέσεις της Αλίκης με τον Παπαμιχαήλ δεν ήταν οι καλύτερες, με τα δημοσιεύματα τότε να μιλούν για συχνούς τσακωμούς στα γυρίσματα. Μάλιστα, σύμφωνα με φήμες, ο Φιλοποίμιν Φίνος είχε φτάσει στα όριά του με το εκρηκτικό κινηματογραφικό ζευγάρι πάνω στο οποίο είχε βασίσει τόσες και τόσες παραγωγές και σκεφτόταν πλέον σοβαρά να τους απομακρύνει. Από την άλλη, ο Αλέκος Σακελλάριος, εκτός από τον ρόλο του σκηνοθέτη, είχε και αυτόν του πυροσβέστη, αφού συχνά συμβίβαζε τις καταστάσεις, ώστε να μπορέσει να ολοκληρωθεί το γύρισμα.
Η αγαπητή ηθοποιός έφυγε από τη ζωή στις 18 Φεβρουαρίου του 2004. Κηδεύτηκε στις 24 Φεβρουαρίου του 2004 στο Α΄ Νεκροταφείο Αθηνών. Η Δέσπω Διαμαντίδου ήταν μια σπουδαία Ελληνίδα ηθοποιός του θεάτρου και του κινηματογράφου και την απολαμβάνουμε μέσα από τους ρόλους της μέχρι και σήμερα.