August Diehl débute à la hochschule für schauspielkunst, et apparaît dans plusieurs pièces de théâtre en Allemagne et en Autriche.Son tout premier film, 23, le thriller de Hans-Christian Schmid, fait de lui une des “european shooting stars” et il remporte la récompense la plus prestigieuse du cinéma allemand : le lola du meilleur acteur dans un premier rôle, pour son personnage de hacker informatique passionné, le théoricien de la conspiration Karl Koch. Il se tourne ensuite vers le cinéma international, avec les Faussaires, de Stefan Ruzowitzky, récompensé par l’oscar du meilleur film étranger.Remarqué dans le Neuvième Jour, de Volker Schlöndorf, il obtient une nomination pour le prix du Meilleur acteur dans un premier rôle au Deutscher Filmpreis 2005, performance qu’il réédite en 2011 pour son rôle dans If not us, Who ? d’Andres Veiel.On le voit ensuite à l'international chez Quentin Tarantino dans Inglourious Basterds (2009) et, dans Salt (réalisé par Philip Noyce, 2010) où lui est à nouveau confié l’un des premiers rôles dans un film international anglophone.