Cariera timpurie
Înainte de UFC, Diaz a concurat în principal pentru World Extreme Cagefighting (WEC). În 2006, la WEC 24, a luptat pentru titlul de campion WEC la categoria ușoară împotriva campionului de atunci, Hermes Franca, pierzând prin supunere în runda a doua. Acesta a fost ultimul eveniment organizat de WEC înainte de a fi achiziționat de Zuffa, LLC, compania-mamă de atunci a UFC.
Ultimate Fighting Championship
The Ultimate Fighter 5
Diaz a fost concurent în cadrul emisiunii The Ultimate Fighter 5, care a avut ca protagonist exclusiv categoria ușoară, luptând în echipa lui Jens Pulver. În runda preliminară, Diaz l-a învins pe Rob Emerson prin supunere; în sferturile de finală, l-a învins pe colegul de echipă al lui Pulver, Corey Hill, prin supunere prin strangulare triunghiulară în prima rundă. În semifinale, Diaz l-a învins pe Gray Maynard, membru al echipei Penn, prin supunere, avansând în finală, în care l-a înfruntat pe colegul său de echipă Manvel Gamburyan. Diaz a câștigat prin supunere după ce Gamburyan a fost nevoit să se retragă în runda a doua din cauza dislocării umărului drept în urma unei încercări de doborâre. Cu această victorie, Diaz a câștigat The Ultimate Fighter 5.
2008
După ce i-a învins pe Alvin Robinson și Junior Assunção prin supunere, Diaz a cerut adversari mai duri. El a primit un meci cu Kurt Pellegrino la UFC Fight Night 13. Diaz l-a învins pe Pellegrino prin supunere în triunghi în runda a doua. În timp ce a blocat strânsoarea, Diaz a avut timp să se flexeze pentru public și să arunce două degete mijlocii înainte ca Pellegrino să se supună. Diaz l-a învins pe veteranul Josh Neer prin decizie divizată în evenimentul principal al UFC Fight Night 15.
2009
Diaz a luptat apoi cu fostul campion Strikeforce Lightweight Clay Guida la UFC 94: St. Pierre vs. Penn 2, pierzând prin decizie separată. Guida și-a folosit wrestlingul pentru a-l doborî pe Diaz de mai multe ori. Guida a câștigat prin decizie împărțită, marcând prima înfrângere a lui Diaz în UFC, în ceea ce a fost, de asemenea, debutul său în pay per view.
Diaz s-a întâlnit cu un alt câștigător al competiției Ultimate Fighter și fost campion la categoria Welterweight al King of the Cage, Joe Stevenson, la The Ultimate Fighter 9 Finale. Stevenson l-a doborât pe Diaz în voie pe parcursul celor 3 runde, iar Diaz a pierdut prin decizie unanimă.
După două înfrângeri consecutive prin decizie, Diaz a fost programat să fie capul de afiș al UFC Fight Night 19 în fața lui Melvin Guillard. Diaz a câștigat prin supunere la o strangulare cu ghilotină la 2:30 din runda 2.
2010
Diaz l-a înfruntat pe Gray Maynard pe 11 ianuarie 2010, în evenimentul principal de la UFC Fight Night 20, o revanșă față de momentul în care cei doi s-au întâlnit în semifinalele turneului TUF 5 lightweight, pe care Diaz l-a câștigat. Diaz a pierdut o decizie împărțită controversată în fața lui Maynard, deoarece fostul câștigător TUF a fost dat câștigător în rapoartele FightMetric, câștigând rundele doi și trei.
După trei înfrângeri în patru meciuri, Nate s-a gândit să facă o mutare permanentă în greutate la categoria de 170 lb. clasa de greutate, declarând: „Nu câștig suficienți bani pentru a fi nevoit să scad atât de mult în greutate, așa că aș vrea să lupt la 170 și să merg doar la 155 din când în când.”
Diaz și-a făcut debutul la categoria Welterweight pe 27 martie 2010, la UFC 111, împotriva produsului Miletich Fighting Systems și a specialistului în lovituri Rory Markham. La cântărire, Markham a cântărit 177, în timp ce Diaz a cântărit la limita Welterweight de 171; lupta a fost schimbată în luptă la categoria catchweight. Diaz a câștigat meciul prin TKO în prima rundă.
După victoria în fața lui Markham, Diaz a declarat că va concura în ambele categorii de greutate. Următoarea sa luptă a fost din nou la categoria Welterweight împotriva fostului boxer profesionist Marcus Davis pe 28 august 2010 la UFC 118. Diaz l-a terminat pe Davis după ce l-a lăsat inconștient cu o supunere prin strangulare cu ghilotină în ultima rundă; meciul a câștigat onorurile Fight of the Night.
2011
Diaz l-a înfruntat apoi pe luptătorul sud-coreean Dong Hyun Kim, pe 1 ianuarie 2011, la UFC 125. Diaz a pierdut lupta prin decizie unanimă.
Diaz a luptat cu Rory MacDonald pe 30 aprilie 2011, la UFC 129. Diaz nu a reușit să organizeze o ofensivă semnificativă și a pierdut prin decizie unanimă. În urma înfrângerii, Diaz a declarat că va coborî din nou la categoria ușoară.
Diaz l-a învins pe fostul campion PRIDE Lightweight Takanori Gomi la 24 septembrie 2011, la UFC 135, prin supunere prin armbar în prima rundă. El a obținut distincția de „Submission of the Night” pentru performanța sa.
Diaz l-a învins pe Donald Cerrone la UFC 141 prin decizie unanimă (30-27, 30-27 și 29-28) într-o performanță care le-a adus ambilor participanți distincția de „Fight of the Night”. În ciuda faptului că a fost doborât din picioare de mai multe ori de lovituri de picior măturate de Cerrone, Diaz a avut una dintre cele mai bune performanțe din cariera sa. Diaz a stabilit un record CompuStrike, reușind 82% din loviturile pe care le-a aruncat în drumul său spre victoria asupra lui Cerrone.
2012
Diaz, după mai mulți ani de antrenament, a primit în sfârșit centura neagră de jiu-jitsu brazilian de la Cesar Gracie. El a primit centura neagră cu o lună înainte de lupta sa cu colegul său cu centura neagră de jiu-jitsu brazilian Jim Miller.
Diaz l-a înfruntat apoi pe Jim Miller pe 5 mai 2012, la UFC on Fox 3. Diaz l-a surclasat pe Miller în cea mai mare parte a primelor două runde, reușind chiar să-l doboare pe Miller cu o directă de stânga la sfârșitul primei runde. Aproape de finalul celei de-a doua runde, Miller a încercat să obțină o doborâre, la care Diaz a respins și a contracarat-o cu o strangulare cu ghilotină, forțând astfel o înfrângere la 4:09 din runda a doua. Această supunere i-a adus lui Diaz al cincilea premiu bonus „Supunerea serii”. A fost, de asemenea, prima dată când Miller a fost oprit în cariera sa MMA.
Diaz l-a înfruntat pe Benson Henderson pe 8 decembrie 2012, la UFC on Fox 5, în evenimentul principal pentru Campionatul UFC Lightweight. Diaz a pierdut meciul unilateral prin decizie unanimă. Cu trei săptămâni înainte de meciul de campionat, Diaz a semnat un contract de opt lupte cu UFC.
2013
Diaz l-a înfruntat pe fostul campion Strikeforce Lightweight Josh Thomson pe 20 aprilie 2013, la UFC on Fox 7. El a pierdut lupta prin TKO din cauza unei lovituri de cap și a unor pumni, în timpul căreia fratele lui Nate, Nick Diaz, a aruncat fizic un prosop în octogon, în încercarea de a-i face semn arbitrului să pună capăt luptei. La 16 mai 2013, Diaz a fost suspendat de UFC pentru că a încălcat codul de conduită al UFC prin folosirea unei insulte homofobe pe pagina sa de Twitter. UFC și-a exprimat dezamăgirea și l-a suspendat; în cele din urmă a fost suspendat pentru 90 de zile și a fost amendat cu 20.000 de dolari.
Un meci de cauciuc cu Gray Maynard a avut loc la 30 noiembrie 2013, în evenimentul principal de la The Ultimate Fighter 18 Finale. Diaz a câștigat prin TKO în prima rundă. Oprirea i-a adus primul său bonus Knockout of the Night.
2014
La 5 mai 2014, atât Nate Diaz, cât și colegul său TJ Grant au fost eliminați din clasamentul UFC pentru categoria ușoară, după ce au fost considerați inactivi de către UFC.
După mai bine de un an de absență din acest sport, Diaz a revenit din pauza autoimpusă și l-a înfruntat pe Rafael Dos Anjos pe 13 decembrie 2014 la UFC on Fox 13. Diaz a ratat greutatea, ajungând la 160,6 kilograme. I s-a acordat timp suplimentar pentru a ajunge la limita de greutate ușoară și a coborât la 155,2. Cu toate acestea, el a fost totuși amendat cu 20 % din bursa sa, care i-a revenit lui Rafael dos Anjos. Diaz, care a părut nemotivat și enervat în cea mai mare parte a luptei, a pierdut lupta unilaterală prin decizie unanimă (30-26, 30-26 și 30-27).
2015
Diaz a fost legat pentru scurt timp de un meci la categoria welterweight cu Matt Brown pe 11 iulie 2015 la UFC 189. Cu toate acestea, la jumătatea lunii aprilie, Brown a anunțat că perechea a fost abandonată.
După ce a stat din nou pe tușă mai bine de un an, Diaz a revenit pentru a-l înfrunta pe Michael Johnson pe 19 decembrie 2015 la UFC on Fox 17. A câștigat meciul prin decizie unanimă după ce a prezentat o clinică absolută de box în fața lui Johnson și a continuat să dea unul dintre cele mai infame interviuri de după meci din istoria UFC, în care l-a numit pe Conor McGregor spunând „îmi iei tot ceea ce muncesc, nenorocitule, și mă voi bate cu fundul tău nenorocit” în direct la televizor. Ambii participanți au primit onorurile Fight of the Night.
2016
Diaz a fost stabilit ca înlocuitor pentru a-l înfrunta pe Conor McGregor pe 5 martie 2016 la UFC 196, înlocuindu-l pe Rafael dos Anjos, care s-a accidentat. Având în vedere că Diaz a fost anunțat cu doar unsprezece zile înainte, lupta a avut loc la categoria welter (170 lbs) din cauza lipsei de timp pentru a reduce greutatea. Diaz a câștigat lupta prin supunere în runda a doua. Acest lucru i-a oferit lui Diaz cea de-a noua victorie prin supunere în UFC, la egalitate cu a doua cea mai mare din toate timpurile, după Royce Gracie. Ambii luptători au primit distincția Lupta Nopții, iar Diaz a primit, de asemenea, bonusul pentru Performanța Nopții.
O revanșă cu McGregor a fost programată pentru 9 iulie 2016 la UFC 200. Cu toate acestea, la 19 aprilie, UFC a anunțat că McGregor a fost retras de la eveniment după ce nu și-a îndeplinit obligațiile media din Las Vegas legate de luptă. La rândul său, lupta cu McGregor a fost reprogramată și a avut loc luna următoare, disputată din nou la categoria welterweight, la UFC 202. Diaz a pierdut meciul revanșă prin decizie majoritară. Lupta a primit din nou onorurile Fight of the Night.
La conferința de presă de după meciul de la UFC 202, Diaz a încălcat regula USADA fumând CBD, Cannabidiol, un stilou de vape în termen de patru ore după o luptă. El nu a fost sancționat, deoarece CBD nu este considerat o PED. USADA și-a schimbat regulile și a ridicat CBD de pe lista celor interzise la scurt timp după aceea.
2018
După o pauză lungă de doi ani, a fost anunțat la 3 august 2018 că Diaz ar urma să revină pe 3 noiembrie împotriva lui Dustin Poirier într-un meci la categoria ușoară. Se aștepta ca acest meci să servească drept co-headliner al UFC 230. Cu toate acestea, la 9 octombrie 2018, s-a anunțat că Poirier s-a retras din cauza unei accidentări și, ca urmare, meciul a fost anulat.
2019
Nate Diaz a revenit în competiție la 17 august la UFC 241. El l-a înfruntat pe Anthony Pettis într-un meci la categoria welter care a servit ca eveniment co-principal. Cu o prestație dominantă, a câștigat lupta prin decizie unanimă.
Diaz l-a înfruntat pe Jorge Masvidal pe 2 noiembrie 2019 în evenimentul principal al UFC 244. Într-o situație unică, președintele UFC, Dana White, a confirmat că meciul principal a fost pentru o centură festivă „baddest motherfucker” („BMF”). Masvidal a câștigat meciul prin KO tehnic prin oprire medicală între rundele trei și patru, când medicul de la marginea cuștii a stabilit că o tăietură deasupra ochiului drept al lui Diaz l-a făcut pe acesta incapabil să continue.
.