Фамилия Диану — редкий случай, когда родовое имя образовано напрямую от женского личного имени, причём не славянского, а античного происхождения. В основе лежит имя Диана (лат. Diana) — в римской мифологии богиня охоты и Луны. В русской традиции это имя вошло в обиход сравнительно поздно, в XVIII–XIX веках, прежде всего в дворянской и городской среде, а после революции распространилось шире. Фамилия Диану, скорее всего, возникла в среде, где имя матери или жены стало основой для прозвища или официальной фамилии — так называемая «матримониальная» модель, когда к имени матери добавляли суффикс принадлежности. В данном случае суффикс -у (как в фамилиях Бондару, Ковалю) — типичный для украинской, молдавской и южнорусской традиции; он указывает на «сына» или «человека из семьи» Дианы. Таким образом, предок носителя фамилии Диану мог быть сыном женщины по имени Диана, либо получить прозвище по её имени.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с румынским или молдавским именем Диану (Dianu), которое бытует как мужское. В этом случае фамилия образована напрямую от личного имени без дополнительного суффикса — как, например, фамилия Иону или Георгиу. Такая модель характерна для восточно-романского ареала, где фамилии нередко совпадают с крестильными именами в форме родительного падежа. Если придерживаться этой гипотезы, то предок носителя фамилии мог быть просто человеком по имени Диану — форма, восходящая к тому же латинскому корню, но бытовавшая в Молдавии и Валахии.

Географически фамилия Диану встречается в основном на юге России, в Молдове и на Украине — в тех регионах, где исторически сильны румынские и украинские ономастические традиции. В дореволюционных метрических книгах и переписях она редка, что говорит о её позднем закреплении или локальном бытовании. В современной России фамилия Диану сохраняется как единичная, без массового распространения. В отличие от фамилий типа Дианов (с типичным русским суффиксом -ов), форма Диану — яркий маркер иного культурного слоя: либо украинско-молдавского, либо городского, где женское имя матери становилось основой для фамилии сына.