福島県の銀行員の家庭で、3人きょうだいのうち兄と妹の間に生まれる。兄は画家の小峰倫明（こみね りんめい、1958年 - ）。幼少期は白河市、いわき市など県内を転々とし、高校時まで郡山市に在住した。小学校の頃からエレクトーンを習い、福島県立安積女子高等学校時代にバンド活動を始める。東京の女子大学国文科に入学のため上京後、都内のさまざまな大学の音楽サークルに参加。在学中は文学関係の仕事を目指していたが、所属したモデル事務所のすすめでミュージシャンとしてのデビューを目指してオリジナル曲制作を始め、高校時代からともにバンド活動していた保刈久明とKARAKを結成し、ヴォーカルと作詞を担当した。その後モデル事務所を離れてコピーライターのアルバイトをしながら、古賀義弥に師事してボイストレーニングを受けた。1991年にKARAKがメジャーデビュー。バンド活動のかたわら、1987年よりZABADAKに歌詞を提供し、作詞家としても活動する。ZABADAKにおいては、半数以上の歌詞を手掛け、一部の曲でメインヴォーカルを務めるなど、音楽的にも重要な役割を果たし、2011年3月に正式メンバーとして加入した。また私生活では吉良知彦と結婚し1児をもうけた。その他、NHK教育テレビの幼児番組『いないいないばあっ!』、『おかあさんといっしょ』、舞台作品では演劇集団キャラメルボックス、劇団ひまわり、La Compagnie Anにも歌詞の提供やヴォーカルで参加した。原マスミ、斎藤ネコカルテット、白崎映美、杉林恭雄などのライヴサポートや、昭和歌謡バンド「リンキー＆オーヘン」、アコーディオンユニット「Boeves」、キドキラコーコのメンバーとしても活動している。また故郷の郡山市が東日本大震災で被災し、福島第一原子力発電所事故による放射性物質拡散の影響を受けた地域であることから、同地域に関するデマ・風評被害を憂慮し、物理学者の菊池誠と放射線の基礎的知識を解説する書籍を共著で出版した。
MLBのエキスパンション（球団拡張）の一環として1998年創立。1年目は65勝97敗と大きく負け越すが、同年末にMLB屈指の左腕ランディ・ジョンソンの獲得に成功し、ワールドシリーズ制覇への大きな一歩を踏み出す。1999年にはプレーオフ初出場を果たすが、ディビジョンシリーズでニューヨーク・メッツに1勝3敗で敗れた。2001年にはジョンソンと豪腕カート・シリングの大車輪の活躍により、ワールドシリーズでニューヨーク・ヤンキースとの歴史的死闘の末、第7戦でルイス・ゴンザレスがヤンキースの守護神マリアノ・リベラから逆転サヨナラヒットを放ち、球団創設4年目でワールドシリーズ制覇という快挙を成し遂げる。このシリーズのMVPはジョンソンとシリングが同時受賞している。2002年も地区優勝するも、ディビジョンシリーズでセントルイス・カージナルスに敗れ、2003年はランディ・ジョンソンとカート・シリング両投手の故障で地区3位に終わるが、ブランドン・ウェブがメジャーデビューを果たすなどして若手が少しずつ台頭してきたため積極的にトレードを行ってチームの平均年齢が若くなり「ヤンク・バックス」と呼ばれた。2004年5月18日にアトランタのターナー・フィールドで行われた対ブレーブス戦でランディ・ジョンソンが完全試合を達成したが、この年は51勝111敗と大きく負け越す。オフにはウォーリー・バックマンの監督就任が発表されたが、2度の逮捕歴に加えて破産歴もあったことから、わずか4日後に解任される事態も起きている。2006年11月8日、球団はチームカラーを赤へ変更すると発表、ユニフォームが赤を基調としたデザインに変更された。深い赤はアリゾナ州の景勝地として有名なセドナの赤い岩を、ベージュはソノラ砂漠の砂をイメージしたもの。また、これまでビジター用キャップに使用されていた、ガラガラヘビがチーム名の頭文字"D"を象っているロゴマークが、ホーム用キャップに使用され、これまでホーム用キャップで使用されていた"A"のロゴが赤基調に変更されビジター用キャップに使用されることになった。2007年、下馬評は決して高くなかったが若手が台頭し、得点よりも失点が多いにもかかわらず5年ぶりに地区優勝を果たした。2009年、2010年と2年連続で地区最下位に沈んだが、2011年には前年のワールドシリーズ覇者、サンフランシスコ・ジャイアンツを振り切り4年ぶりの地区優勝。ディビジョンシリーズではミルウォーキー・ブルワーズを相手に0勝2敗から2勝を挙げて巻き返しを見せたが、敵地ミラー・パークで勝てなかった事が響き、2勝3敗で敗退した。2011年12月12日にブルワーズをFAになっていた斎藤隆と契約。チーム初の日本人選手となったが、故障が重なり16試合の登板にとどまり、斎藤は2012年限りでメジャーリーグを去った。2012年5月26日、ミゲル・モンテロと球団史上最高額となる5年総額6,000万ドルの契約を結んだ。前年16勝を挙げたダニエル・ハドソンが故障で離脱。新人のウェイド・マイリーがダルビッシュ有に並ぶ新人トップタイの16勝を挙げたが、主力選手の低迷などで3位に沈んだ。オフにクリス・ヤング、ジャスティン・アップトンら2011年の地区優勝メンバーを放出。クリフ・ペニントンやマーティン・プラド、ランドール・デルガドらを獲得した。2013年は首位・ロサンゼルス・ドジャースと11ゲーム差の2位となった。ポール・ゴールドシュミットが36本で最多本塁打（パイレーツのペドロ・アルバレスと同数）、125打点で最多打点のタイトルを獲得した。2014年は序盤からリーグ最低勝率で低迷し、シーズン途中にポール・ゴールドシュミット、ブロンソン・アローヨ、パトリック・コービンなどの主力選手が相次いで大怪我で離脱し、4年ぶりに地区最下位となってしまった。12月8日、キューバから亡命したヤズマニー・トマスと6年総額6,850万ドルの大型契約を結び、球団の契約の史上最高額を更新した。2015年1月14日、この年、野球殿堂入りをしたランディ・ジョンソンが付けていた背番号51を永久欠番にすると発表した。12月8日、ドジャースからFAとなっていたザック・グレインキーと球団史上最大となる6年総額2億650万ドルの契約を締結した。2017年は地区優勝したドジャースには11ゲーム差をつけられたものの、この年のア・リーグ東地区とナ・リーグ中地区ならば優勝でもおかしくない93勝を挙げ、ナ・リーグの第1ワイルドカードを獲得し、6年ぶりにポストシーズンへ進出。同地区3位のコロラド・ロッキーズとの対戦となったワイルドカードゲームを乱打戦の末に11対8で勝利し、ディビジョンシリーズへ進出したものの、地区優勝のドジャースに3連敗のスウィープを喫して敗退となった。2019年3月14日、NPB球団の横浜DeNAベイスターズと業務提携を締結した。2019年6月10日の対フィラデルフィア・フィリーズ戦で、両チーム合わせて1試合13本塁打を放ち、1995年のタイガース－ホワイトソックス戦の12本を抜くメジャー新記録。また、この試合でダイヤモンドバックスは初回先頭から3者連続弾を含む8本塁打を放ち球団新記録となった。