Diogenész a mai Törökország területén található Szinópé nevű városban született i.e. 412-ben.
Apja neve Hikesziasz volt és pénzváltással foglalkozott. Kezdetekben Diogenész is apja mesterségét folytatta. Később Delphoi-ban, vagy saját városa déloszi jósdájában megkérdezte, hogy mihez kezdjen, hogy híres legyen. Később pénzhamisításon kapták, és menekülnie kellett a városból. Ezután Athénba ment, és Antiszthenész tanítványa lett. Kezdetben Antiszthenész nem akarta maga mellé fogadni Diogenészt, ugyanis senkit nem tűrt meg maga mellett.

 Egy ízben, amikor éppen a hordója előtt üldögélt, és a napsütést élvezte, meglátogatta őt Nagy Sándor. Az uralkodó megállt a bölcs előtt, és azt mondta neki, kérjen bármit, amit csak akar, kívánsága azonnal teljesül. Diogenész így felelt: „Ne álld el előlem a napot.” Ezzel arra utalt, hogy gazdagabb és boldogabb a hatalmas hadvezérnél: mindene megvan, semmire nincs szüksége.

Diogenész állítása szerint csak az erényes élettel érhetjük el a boldogságot. Az erényes élet pedig csak úgy lehetséges, ha megszabadulunk minden fölösleges anyagi javunktól, és csak a legalapvetőbb dolgainkat tartjuk meg. Az anyagi javaktól való függetlenségre azért van szükség, hogy az ember felismerje, hogy csak egyetlen dolog van az ő saját birtokában: a lelke.

Körülbelül kilencvenéves korában halt meg Korinthoszban i.e. 323-ban.
Diogenész Laertiosz elmondása szerint halálának oka vagy öngyilkosság, vagy egy mérges polip elfogyasztása okozta mérgezés volt, vagy a kutyák tépték szét. Tanítványai temették el az Iszthmoszi Kapu közelébe. Emlékére márványoszlopot állítottak, a tetején egy kutyával.