Родился в городе Оахака в семье испанца и миштекской женщины, в 1846 пошёл в армию, участвовал в Американо-мексиканской войне 1846—1848, гражданской войне 1857—1861 и Франко-мексиканской войне 1861—1867; в 1861 получил звание бригадного генерала.
В начале 1870-х Диас стал противником президента Бенито Хуареса и его преемника Себастиано Лерда де Техады. В 1874 был избран в Мексиканский Конгресс от Веракруса; в 1876 произвёл переворот и был объявлен президентом Мексики. Эту должность он занимал до 1911 с перерывами в 1876—1877 и 1880—1884. Период правления Диаса по его имени получил название Порфириато (исп. Porfiriato). Всё это время в стране проводились президентские выборы, но Диас путём манипуляций с голосами избирателей и устранения соперников удерживал власть в своих руках, тем самым установив диктатуру.
В 1910, когда Диас был в очередной раз переизбран президентом Мексики, его оппонент Франсиско Мадеро отказался признать результаты выборов и призвал мексиканцев к борьбе против Диаса; так было положено начало Мексиканской революции, в ходе которой Диас был свергнут и в мае 1911 эмигрировал во Францию, где и прожил до конца жизни.
