Diefenthal, Fransa'nın güneybatısındaki Saint-Puy'da büyüdü. Yahudi kökenlidir. Oyunculuğa başlamadan önce otelcilik, kuaförlük ve pastacılık gibi çeşitli alanlarda çıraklık yaptı. Başlangıçta mimarlık eğitimi alan Diefenthal, ancak daha sonra drama derslerine yöneldi. Diefenthal, 1990'ların başında oyunculuğa başladı ve Fransız televizyon dizisi "Le juge est une femme" dizisinde ana rolde yer alarak tanınmaya başladı. Ayrıca Fransız "Taxi" serisinde de önemli bir rol üstlendi. Diefenthal, daha önce aktris Gwendoline Hamon ile evliydi ve çiftin bir oğlu vardır. 2014 yılında ayrıldılar.