Diane de Polignac a ouvert la galerie en 2009 au 16 rue de Lille dans le 7e arrondissement de Paris, puis a déménagé au 2bis rue de Gribeauval en 2016. Mathilde Gubanski, qui a rejoint l'équipe en 2012, dirige désormais la galerie. Diane de Polignac et Mathilde Gubanski sont devenues associées en 2024.
La galerie Diane de Polignac représente une douzaine de successions : Huguette Arthur Bertrand, Albert Bitran, Inès Blumencweig, Sergio de Castro, Pierre Fichet, Loïs Frederick, Robert Helman, Roberto Matta, Jean Miotte, Marie Raymond et Gérard Schneider.
Grâce à ces partenariats, la galerie contribue à la visibilité des artistes à travers des expositions, des publications et des documentaires.