Aπό τις κορυφαίες Ελληνίδες ηθοποιούς, η Δέσπω Διαμαντίδου, φυσιογνωμία του θεάτρου και του κινηματογράφου, ερμήνευσε με το δικό της μοναδικό τρόπο, δύσκολους ρόλους, τόσο στην Ελλάδα όσο και στην Αμερική, μαγεύοντας ακόμα και τον Γούντι Άλεν.
Ο κινηματογράφος μπήκε στη ζωή της το 1947, με την ταινία «Τα Παιδιά της Αθήνας». Συνέχεια είχε ο «Θανασάκης ο Πολιτευόμενος» στο πλευρό του Ντίνου Ηλιόπουλου, ενώ το 1958 συνεργάστηκε για πρώτη φορά με τη Φίνος Φιλμ, με την εξαιρετική της ερμηνεία στην ταινία «Το Τελευταίο Ψέμμα» του Μιχάλη Κακογιάννη, δίπλα στην Έλλη Λαμπέτη. Έκτοτε, πήρε μέρος σε πολλές αξιόλογες ταινίες, όπως «Μανταλένα», «Τα Κόκκινα Φανάρια», «Η Γυνή να Φοβείται τον Άντρα», «Η Αλίκη στο Ναυτικό», «Ο Θάνατος Θα Ξανάρθει», «Η Στεφανία» και πολλές ακόμα.
Το 1960 άνοιξε διάπλατα ο δρόμος για διεθνή καριέρα, με την ταινία του Ζιλ Ντασέν «Ποτέ την Κυριακή», που έφτασε στα διεθνή σαλόνια και κέρδισε το Όσκαρ Καλύτερης Μουσικής για το τραγούδι «Τα Παιδιά του Πειραιά» του Μάνου Χατζιδάκι. Στα χρόνια που έζησε στην Αμερική, συμμετείχε σε πολλές αναγνωρισμένες ταινίες, όπως «Τοπ Καπί, «Όχι κύριε Τζόνσον», «Μαύρα Τριαντάφυλλα», και «Kαβαλάρηδες» του Φράνκεχαϊμερ, που γυρίστηκε στην Iσπανία.
Όπως έχει αποκαλύψει η Δέσπω Διαμαντίδου, ενώ είχε κάνει θέατρο, δεν είχε προτάσεις για τον κινηματογράφο, αφού οι παραγωγοί την θεωρούσαν αντικινηματογραφική. Μέχρι που ο Ζιλ Ντασέν της πρότεινε να συνεργαστούν στην ταινία του «Ποτέ την Κυριακή». «Έπειτα από το “Ποτέ την Κυριακή” άρχισε μια άλλη περίοδος, ταχύτητος! Άρχισαν να με ζητάνε στις ελληνικές ταινίες. Η μία ταινία μετά την άλλη, μόλις που πρόφταινα να διαβάσω τα σενάρια!», είχε σχολιάσει.
Το 1975 ενσάρκωσε την μητέρα του Γούντι Άλεν στην ταινία «Ο Ειρηνοποιός», μια συνεργασία που αποτέλεσε το εφαλτήριο για μια μακρόχρονη φιλία μεταξύ των δύο. Με την επιστροφή της στην Ελλάδα, εξακολούθησε να ερμηνεύει μοναδικά σε πολλές ταινίες, όπως «Υπόθεση Πολκ», «Βαριετέ», «Ακροπόλ», ενώ η τελευταία κινηματογραφική της εμφάνιση ήταν το 2003 στην μικρού μήκους ταινία «Skipper Straad».
