Diego Casanueva estudió en el Colegio de los Sagrados Corazones de Manquehue, terminando sus estudios posteriormente en Colegio San Benito de su ciudad natal. Posteriormente, ingresó a la Pontificia Universidad Católica de Chile a estudiar ingeniería comercial, pero al poco tiempo descubrió su vocación por el teatro, cambiándose a dicha facultad de la misma casa de estudios. Tras terminar su carrera, Diego Casanueva emigró a Nueva York, donde vivió por tres años trabajando en modelaje y fotografía. Al regresar, fue recibido por Luciano Cruz-Coke quien le permitió realizar un rol en la película Se Arrienda. En 2006, Casanueva debutó en televisión con la novela Cómplices de Televisión Nacional de Chile como Marco Mardones, el rebelde e inmaduro hijo de Gonzalo Mardones (Mauricio Pesutic) y Rita Cifuentes (Amparo Noguera). Al año siguiente, interpretó a Roberto Ceballos en Corazón de María del mismo canal. Sin embargo, su principal trabajo sería durante la serie Héroes producida por Canal 13. Allí interpretó al prócer de la independencia, José Miguel Carrera, protagonizando el segundo episodio de la saga "Carrera, el príncipe de los caminos" y una menor aparición en "Rodríguez, el hijo de la rebeldía". Casanueva también ha trabajado en la obra de teatro Querer, escrita por Diego Muñoz y protagonizada por la actriz Javiera Díaz de Valdés. Actualmente interpreta a Pedro Bello en la teleserie de Chilevisión "Mala Conducta"

Cine:

2005 Se arrienda como Pancho Santander

2008 Divine, la película como Andrés Martínez

2009 Teresa como Vicente Huidobro

2010 Drama como El Príncipe

2010 Odio tu sonrisa en silencio como Gonzalo

2010 Gatos viejos 

2011 Quiero entrar 

2013 Zohe como Comander

Televisión:

Teleseries:

2006 Cómplices como Marco Mardones en TVN

2007 Corazón de María como Roberto "Tito" Ceballos en TVN

2008 Mala Conducta como Pedro Bello Galán en Chilevisión

2011 Peleles como Adrián Fonseca en Canal 13

Series y unitarios:

2007 Héroes:

     (episodio "Carrera, el príncipe de los caminos")

     (episodio "Rodríguez, hijo de la rebeldía") como José Miguel Carrera en Canal 13

2008 Gen Mishima como Víctor "Rolo" Ruíz en TVN

     Paz como Elías Almendros en TVN

2010 Adiós al Séptimo de Línea como José María Pinto en Mega

2010-2013 Los 80 como Gonzalo en Canal 13

2013 Diario de mi residencia en Chile: María Graham como Dr. Craig en Chilevisión

     Chico Reality como Mateo Palma en Mega

Teatro:

2002 Relato del mar de Francisco Albornoz como Romeo

2007 El Rana de Mauricio Pesutic 

2008 Antígona de Francisco Albornoz como Creonte

2008 Norte de Víctor Carrasco El hombre que se fue

2008 César de Alejandro Trejo como Julio César

2009 Las tres hermanas de Víctor Carrasco como Barón Nikolai Tuzenbach

2011 Querer de Diego Muñoz como Escritor

2012 Agosto de Tomás Vidiella como Carlitos

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