Le jeu débute dans la cathédrale de Tristram alors que Deckard Cain et sa nièce Leah sont en train de consulter d’anciens textes traitant d’une étrange prophétie.
Soudain, une mystérieuse étoile tombant du ciel s’écrase sur la cathédrale créant un profond cratère dans lequel Cain disparaît.

Peu de temps après, le joueur arrive dans le village de la nouvelle Tristram pour enquêter sur la chute de l’étoile.
À la demande de Leah, celui-ci retrouve Cain dans le cratère puis découvre que l’objet tombé du ciel est en fait un homme ne se souvenant de rien d’autre qu’avoir perdu son épée.
Celle-ci s’étant brisée, le joueur cherche à en rassembler les fragments.

Dans sa quête, il découvre l’existence d’une ancienne race d’humains appelé Nephalem issue de l’union d’ange et de démon dont il fait lui-même partie.
Après avoir vaincu les sbires de la sorcière Maghda, qui convoite également les fragments de l’épée, le joueur parvient à récupérer les fragments d’épée.

Maghda enlève alors Cain et tente de le forcer à reconstituer l’épée pour elle mais elle est mise en fuite par les pouvoirs incontrôlés de Leah.
Sur le point de mourir, Cain utilise ses dernières forces pour réparer l’épée et demande au joueur de la donner à l’étranger tombé du ciel. Après avoir vaincu le Boucher, un démon à la solde de Magdha, le joueur retrouve l’étranger et lui remet l’épée.

Celui-ci se révèle être l’ange Tyrael qui, dégouté par l’absence de volonté de ses pairs de protéger les humains, a décidé de devenir mortel et de prévenir l’humanité d’un danger imminent : l’arrivée dans le monde de Sanctuaire des démons Bélial, seigneur du mensonge, et Asmodan, seigneur du péché.

Pour venger la mort de Cain, le joueur poursuit alors Maghda jusqu'à la cité de Caldeum qui se trouve être sous l’influence de son maître, Belial. Après avoir tué la sorcière, le joueur sauve la mère de Leah, Adria, qui lui révèle l’existence d’une pierre d’âme noire permettant d’emprisonner et de détruire les seigneurs des enfers.

Pour l’obtenir, le joueur ressuscite un ancien Horadrim, Zoltun Kulle, qui termine l’élaboration de la pierre avant de tenter de s’emparer de celle-ci. Le joueur découvre ensuite l’identité de Bélial et le tue dans le palais de Caldeum avant d’emprisonner son âme dans la pierre.
Leah lui indique alors qu’une vision lui a révélé qu’Asmodan a lancé son armée depuis le mont Arreat dans l’espoir de récupérer la pierre.
Le joueur, accompagné de Tyrael, d’Adria et de Leah, voyage alors jusqu'au Donjon de la Redoute, dernier rempart entre les forces d’Asmodan et le reste de Sanctuaire.

Après avoir repoussé les troupes du démon et détruit ses machines de sièges, le joueur parvient au mont Arreat où il défait le seigneur du péché avant d’emprisonner son âme dans la pierre noire.

C’est alors qu’Adria trahit le joueur et s’empare de la pierre noire contenant les âmes des seigneurs de l’enfer. Celle-ci révèle qu’elle est à la solde de Diablo et que Leah est en fait la fille du héros qui avait vaincu Diablo à Tristram avant de se faire posséder par celui-ci.
Sacrifiant sa fille, Adria ramène Diablo à la vie, celui-ci utilisant les âmes contenues dans la pierre pour devenir plus puissant que jamais.
Il part alors pour le Paradis.

Le joueur, accompagné par Tyrael, poursuit Diablo jusqu’au Paradis qui subit les assauts des troupes de Diablo, celui-ci tentant de corrompre, directement à la source, le cristal de pouvoir des archanges.
Le joueur parvient finalement à l’en empêcher et à le défaire, la pierre noire chutant alors du paradis.