O Διαγόρας Χρονόπουλος γεννήθηκε το 1939 στην Ιερουσαλήμ, όπου ο πατέρας του υπηρετούσε ως φιλόλογος. Ολοκλήρωσε τις εγκύκλιες σπουδές στην Αθήνα (5ο Γυμνάσιο), με συμμαθητές τον Γιάννη Φέρτη και τον Γιώργο Μιχαλακόπουλο. Στη συνέχεια σπούδασε στη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών (1957-1962) και στη Δραματική Σχολή του «Θεάτρου Τέχνης» του Καρόλου Κουν (1957-1960).
Το 1965 πήγε στο Παρίσι, όπου παρακολούθησε και εργάστηκε στο «Λαϊκό Θέατρο» της Γαλλίας. Από τις αρχές του 1966 έως το 1971 ήταν υπεύθυνος του τμήματος οπτικοακουστικών μέσων της ΑΔΕΛ, μιας από τις μεγαλύτερες διαφημιστικές εταιρείες στην Ελλάδα. Στο διάστημα αυτό, οργάνωσε δεκάδες ραδιοφωνικές εκπομπές συνεχείας και δέκα τηλεοπτικά προγράμματα, σκηνοθετώντας ορισμένα από αυτά.
Από το 1971 ασχολήθηκε με την παραγωγή ταινιών, ντοκιμαντέρ, τηλεοπτικών σειρών, τηλεταινιών, διαφημιστικών για την ελληνική τηλεόραση και τον κινηματογράφο. Τον ίδιο χρόνο συνελήφθη για τη δράση του κατά της δικτατορίας των συνταγματαρχών και καταδικάστηκε σε φυλάκιση.
Δίδαξε στη Δραματική Σχολή του Εθνικού Θεάτρου, στη Δραματική Σχολή του Κρατικού Θεάτρου Βορείου Ελλάδος και στη Δραματική Σχολή του «Θεάτρου Τέχνης». Διετέλεσε πρόεδρος της Εταιρείας Ελλήνων Σκηνοθετών, πρόεδρος της Ένωσης Παραγωγών Διαφημιστικών Ταινιών Ελλάδος, μέλος του ΔΣ της ΕΡΤ ΑΕ, διευθυντής Τηλεόρασης της ΕΤ1, γενικός γραμματέας του Διοικητικού Συμβουλίου του Εθνικού Θεάτρου, αναπληρωτής καλλιτεχνικός διευθυντής του Εθνικού Θεάτρου (1995-1997), καλλιτεχνικός διευθυντής του Κρατικού Θεάτρου Βορείου Ελλάδος (1998- 2001), πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος του Ελληνικού Κέντρου Κινηματογράφου (2001-2005) και καλλιτεχνικός διευθυντής του Θεάτρου Τέχνης Καρόλου Κουν.
Ως ηθοποιός έλαβε μέρος σε πολλές παραστάσεις του «Θεάτρου Τέχνης», συνεργάστηκε με ιδιωτικούς θιάσους κι έπαιξε σε ταινίες του ελληνικού κινηματογράφου.
Έκανε δύο γάμους, πρώτα με την Ελένη Μαβίλη – Φωτοπούλου, με την οποία απέκτησε δύο παιδιά και κατόπιν με την ηθοποιό και πολιτικό Ελένη Κούρκουλα.
Ο Διαγόρας Χρονόπουλος πέθανε στις 11 Μαρτίου 2015, ύστερα από μάχη με τον καρκίνο, σε ηλικία 76 ετών.