Dyan Cannon (Tacoma (Washington), 4 januari 1937) is een Amerikaanse actrice, regisseur, producer, scenarioschrijver en filmmonteur.
Cannon werd geboren in Tacoma als Samille Diane Friesen. Haar vader was baptist en haar moeder een uit Rusland geëmigreerde joodse. Ze begon haar acteercarrière eind jaren vijftig.
In 1969 speelde een van de grote rollen in de film Bob & Carol & Ted & Alice, een film over seksuele revolutie waarin ze Alice speelde. Ze kreeg een Oscarnominatie voor deze rol en ook twee Golden Globe nominaties. In de jaren zeventig waren haar rollen minder succesvol, hoewel ze in 1971 nog een Golden Globe nominatie kreeg voor haar rol in Such Good Friends. In 1976 was ze de eerste actrice die ooit een Oscarnominatie gekregen had die ook genomineerd werd voor beste kortfilm. De kortfilm Number One werd geregisseerd, geproduceerd, geschreven en gemonteerd door Cannon. Het was een verhaal over volwassen seksuele nieuwsgierigheid.