Dienes nasceu em Torja, Reino da Hungria (atual Turia, Romênia), em 18 de dezembro de 1913, e saiu de casa aos 15 anos após o suicídio de sua mãe. Dienes viajou pela Europa principalmente a pé, até sua chegada à Tunísia. Na Tunísia, ele comprou sua primeira câmera, uma retina 35mm. Retornando à Europa, ele chegou em Paris no anor de 1933 para estudar arte e comprou uma Rolleiflex pouco depois.
Dienes começou a trabalhar como fotógrafo profissional para o jornal comunista L’Humanité e foi contratado pela Associated Press até 1936, quando o costureiro parisiense Capitão Molyneux notou seu trabalho e o incentivou a se tornar um fotógrafo de moda. Em 1938, o editor da Esquire, Arnold Gingrich, ofereceu-lhe trabalho na cidade de Nova York e ajudou a financiar a passagem de Dienes para os Estados Unidos. Uma vez nos Estados Unidos, Dienes trabalhou para as revistas Vogue e Life, bem como para a Esquire.
Quando não estava trabalhando como fotógrafo de moda, Dienes viajou pelos EUA fotografando a cultura nativa americana, incluindo as reservas Apache, Hopi e Navajo e seus habitantes. Insatisfeito com sua vida como fotógrafo de moda em Nova York, Dienes mudou-se para a Califórnia em 1944, onde começou a se especializar em nus e paisagens.
Além de Monroe, Dienes também fotografou atores notáveis ​​como Elizabeth Taylor, Marlon Brando, Henry Fonda, Shirley Temple, Ingrid Bergman, Ronald Reagan, Jane Russell, Anita Ekberg e Fred Astaire.