诸葛诞是诸葛丰的后人，与诸葛亮、诸葛瑾同族。初以尚书郎，被任命为荥阳县令。诸葛诞为尚书郎期间，曾与仆射杜畿于陶河试船的性能，遭遇大风浪，船被沉到河里，诸葛诞和杜畿也同时被淹在水里。虎贲驾小船来救诸葛诞，诸葛诞让其先救杜畿，自己却昏死过去，身体飘到河岸，后来被救活。
诸葛诞进入京都被任命为吏部郎，有人向诸葛诞请求一些事情，诸葛诞于是先把他说的话传出来，然后才用，大家都以为，如果说话不当，会让自己贬官。于是，百官都对诸葛诞举荐的人谨慎对待。
后诸葛诞被迁升为御史中丞、尚书，并与散骑侍郎夏侯玄等人交好。后来因为魏明帝厌恶夏侯玄和诸葛诞等人沽名钓誉，追求浮华而免官。魏明帝死后，齐王曹芳继位，并由大将军曹爽辅政专权，曹爽任用夏侯玄等人，又让诸葛诞复职，并出任扬州刺史，加号昭武将军。
嘉平三年（251年），太尉王凌计划起兵推翻司马懿，另立楚王曹彪为帝；事情被兖州刺史黄华揭发后，司马懿领兵讨伐，并任命诸葛诞为镇东将军，假节都督扬州诸军事，册封山阳亭侯。
嘉平四年（252年），诸葛诞因着东吴兴筑新的东兴大堤，修筑两城并留兵戍守，认为是入侵魏国的行为，于是提议分兵三路攻吴：由王昶进逼江陵、毋丘俭进攻武昌，以牵制上游吴军；再以精兵直攻东兴二城。当时王昶、毋丘俭及胡遵都献计伐吴，因着诸将的战略都不同，司马师最终决定由征南将军王昶进攻南郡；镇南将军毋丘俭进攻武昌；镇东将军诸葛诞、征东将军胡遵率军七万进攻东兴，作浮桥渡水，攻打两城。但是由于城池在高处，一时无法攻下，东吴太傅诸葛恪得知东兴告急，亲率四万军日夜兼程驰援东兴。当时天降大雪，胡遵等人正在聚会饮酒，魏军没有戒备，丁奉率部轻装突袭魏军前部营垒，吕据和留赞等部也相继赶到。魏军惊恐溃逃，争渡浮桥，因超载桥断，落水及自相践踏而死者达数万人，魏军前部督韩综、乐安太守桓嘉先后溺死。毋丘俭、王昶等以东兴兵败，皆烧营退走，此役为东吴太傅诸葛恪所击败。东兴之战败后，司马师将所有责任归咎于自己，并说：“我不听公休，以至于此。此我过也，诸将何罪？”最后，司马昭因为是监军所以降职，诸葛诞和毋丘俭等武将都有降职，但只不过是防区对调，从镇东将军转为镇南将军罢了。
正元二年（255年），毋丘俭与文钦在寿春起兵，列举司马师罪状数重，并派使者联络诸葛诞，要他招引豫州士民。诸葛诞本身与文钦不睦，便斩杀他们的使者，并向全国宣布二人叛乱。司马师讨伐毋丘俭时，诸葛诞亦率兵前往寿春。及后文钦兵败，毋丘俭弃守逃亡，诸葛诞率先率兵进占叛军的据点寿春，稳定战局。诸葛诞因为长期在淮南驻守，于是被任命为镇东大将军、仪同三司、都督扬州诸军事。此时东吴丞相孙峻率领吕据和留赞支援毋丘俭，知道毋丘俭和文钦兵败和寿春被占后撤退，诸葛诞于是派部将蒋班追击东吴军，斩杀留赞。战后诸葛诞获封高平侯，邑三千五百户，转任征东大将军。
诸葛诞见好友邓飏、夏侯玄等先后被诛杀，而王凌和毋丘俭亦被夷灭三族，又不满司马氏兄弟擅权，心中十分不安，于是在当地收买人心，又蓄养数千死士自保。
甘露元年（256年），诸葛诞以东吴有意进攻为由，向朝廷要求增兵十万和沿淮河筑城抵御。当时，司马昭刚刚执掌朝政，长史贾充建议派遣部下去慰劳征东、征南、征西、征北四将军，并观察他们的志趣、动向。司马昭派贾充到了淮南，贾充见到诸葛诞，一起谈论时事，贾充说道：“洛中的诸位贤达之人，都希望实行禅让，您认为如何？”诸葛诞严厉地说：“你不是贾豫州的儿子吗？你家世代受到魏朝的恩惠，怎能想把国家转送他人？如果洛中发生危难，我愿为国家而死。”贾充默然无语。贾充从寿春回来后，知道诸葛诞不会支持司马氏，而诸葛诞亦很得淮南民心；为免司马氏夺权时诸葛诞领兵反抗，建议司马昭征召他入朝，虽然认定他必定不会应命并反抗，但这对司马氏的影响会最低，司马昭听从。
甘露二年（257年），下诏升诸葛诞为司空，并入朝任职。诸葛诞接得诏命后十分害怕，于是发动叛变，征集淮南将士和一年粮食据守寿春，又杀扬州刺史乐綝，派吴纲领儿子诸葛靓和牙门子弟到东吴请求援兵。曹髦亲征至项县，司马昭则率军征伐诸葛诞，并派王基与安东将军陈骞领兵围困寿春；同时，东吴派文钦与全怿、全端、唐咨和王祚等领兵救援，趁王基包围圈未完成而领兵进入寿春城。
但随着外围由朱异率领的东吴援兵两度被石苞和胡质等击退，孙綝已退回建业，寿春亦被重重包围，文钦等多次试图突围亦失败。在司马昭围困寿春的时候，诸葛诞哈哈大笑。因为寿春一带每年都会下大雨，一下雨淮河就要涨水，一直淹到寿春城下。所以诸葛诞看见司马昭在城下扎营非常高兴，他说：“是固不攻而自败也。”可让他没想到的是，自从司马昭扎营开始，就一滴雨都没下，是少有的大旱。等到城破，魏军进入寿春，当天就下了一场暴雨，把城外魏军的大营都给淹了。蒋班和焦彝于是劝诸葛诞不要再等东吴援兵，率全军攻向一方突围，但诸葛诞不听，更意图要斩杀二人，二人于是出城投降。不久，司马昭亦听从钟会计谋，令全怿和全端等人率数千兵出降，寿春守军因而震惊恐惧。
甘露三年（258年）正月，城中粮食渐渐枯竭，诸葛诞与文钦和唐咨于是拼命突围，伤亡惨重，被逼撤回城内。诸葛诞更因为与文钦以往的嫌隙、对尽释北方人以节省粮食的分歧而杀死文钦，令其子文鸯和文虎向曹魏投降。司马昭纳降二人，更封为关内侯，并以二人降后的待遇，瓦解寿春军民反抗之心，最终于二月成功攻克寿春，诸葛诞率领数骑逃出寿春，被大将军胡奋手下士兵杀死。诸葛诞亦被诛灭三族。