Avec un père comédien, une mère costumière et un frère compositeur, August Diehl était destiné à devenir artiste. Alors qu'il suit des cours de théâtre à Berlin, il se fait rapidement remarquer et décroche à 22 ans le premier rôle du thriller 23. Pendant presque une dizaine d'années, il enchaîne les tournages dans son pays d'origine et opère une percée internationale en 2007 avec sa performance dans le film oscarisé Les Faussaires. Il y est un prisonnier de camp de concentration qui cherche à saboter une opération de grande ampleur mise en place par les nazis.
Deux ans plus tard, son talent est repéré par les Américains. Quentin Tarantino fait appel à lui pour camper un soldat nazi au sang-froid redoutable face à ses compatriotes Michael Fassbender et Diane Kruger dans Inglourious Basterds. L'année suivante, il donne la réplique à Angelina Jolie dans le film d'espionnage Salt.
Malgré cette parenthèse hollywoodienne, il continue de tourner en Allemagne et d'alterner les grosses productions et les films indépendants, de Confession d'un enfant du siècle (2012) avec Pete Doherty et Charlotte Gainsbourg à Alliés (2016) de Robert Zemeckis avec Marion Cotillard et Brad Pitt en passant par Le jeune Karl Marx (2017) où il interprète le célèbre philisophe.
Polyglotte, il tourne également en langue française dans Diamant noir face à Niels Schneider et dans L'Empereur de Paris, film en costumes consacré à Vidocq, joué par Vincent Cassel. Trois ans après En mai, fais ce qu'il te plaît, il est à nouveau un opposant au régime nazi dans Une vie cachée de Terrence Malick, sélectionné en compétition au Festival de Cannes 2019. Ce drame s'inspire de l'histoire vraie d'un fermier autrichien qui refusa de prêter allégeance à Hitler.
La bande-annonce d'Une vie cachée, actuellement en salles :