Pasukan Diamondbacks telah ditubuhkan pada 1998 sebagai pasukan gabungan bersama-sama Tampa Bay Devil Rays (sekarang dikenali sebagai Tampa Bay Rays). Pada musim pertamanya, Diamondbacks tidak mengejutkan ramai pihak apabila menduduki tempat terakhir di divisyen. Pasukan ini kemudiannya membawa masuk ejen bebas pitcher Randy Johnson sebelum musim 1999. Pemain lain yang turut dibawa masuk ialah Luis Gonzalez dan Mat William. Kemasukan pemain baru telah menyuntik semangat Diamondbacks untuk bangkit dan meraih 100 kemenangan dengan pantas sebelum meraih kelayakan ke postseason (tewas kepada New York Mets di pusingan pertama). Apabila Curt Shilling menyertai pasukan semasa musim 2000 dan menyertai Johnson sebagai pitcher pemula, Diamondbacks telah membentuk gandingan pitcher mantap dalam besbol dan pasangan tersebut membuktikan dominasi mereka pada tahun 2001. Pada tahun tersebut, Johnson dan Schilling kedua-duanya diundi di tempat pertama dan tempat kedua dalam Anugerah Cy Young (anugerah yang disampaikan kepada pitcher terbaik liga) sambil membantu Arizona untuk meraih gelaran divisyen kedua. Pasukan ini seterusnya mara ke Siri Dunia apabila mereka mengalahkan New York Yankees dalam aksi dramatik tujuh perlawanan hasil sumbangan pitcher terbaik tersebut.

Diamondbacks sekali lagi mara ke postseason pada 2002 tetapi kejayaan pasukan ini disusuli oleh kemerosotan serta-merta apabila Arizona merekodkan 51–111 pada tahun 2004. Pasukan ini menjual kedua-dua tonggak iaitu Schilling (2003) dan Johnson (2005; walaupun beliau kembali ke Arizona pada 2007) dan cuba membina semula pasukan dengan sandaran pemain-pemain muda serta mengharapkan pitcher dominan Brandon Webb. Perubahan ini telah menyaksikan D-backs kembali ke NL Championship Series pada 2007 (tewas kepada Colorado Rockies) dan mereka memulihkan kembali pasukan apabila mereka melangkah ke postseason pada 2011 (kalah di pusingan divisyen). Arizona kemudiannya menghasilkan keputusan lima musim tanpa kemenangan. Keadaan ini berlarutan sehingga tahun 2017 apabila pasukan ini melakar kejutan untuk meraih 24 kemenangan lebih daripada musim sebelumnya. Pasukan ini juga mara ke playoff sebelum berdepan kekalahan di pusingan divisyen. Pasukan ini meraih 82 kemenangan pada 2018 tetapi terlepas aksi postseason. Arizona meneruskan kemelut pada tahun berikutnya, di mana mereka mencatatkan 110 kekalahan pada 2021.