Alphons Diepenbrock, geboren op 2 september 1862 in Amsterdam, groeide op in een rooms-katholiek gezin. Zijn ouders, Ferndinand Diepenbrock en Johanna Kuytenbrouwer stimuleerden hun zoon kennis te nemen van uiteenlopende zaken, veel te lezen en een eigen visie te ontwikkelen. Alhoewel Diepenbrock de ambitie had 'Kapellmeister' te worden, werd een professie in de muziek niet gestimuleerd. Het beroep bood niet voldoende zekerheid voor de toekomst en gaf geen sociale status. Diepenbrock koos daarom de studie klassieke letteren en ging studeren aan de Universiteit van Amsterdam.

In 1888, het jaar waarin het Concertgebouw feestelijk werd ingewijd, Herman Gorters Mei verscheen en de eerste Sonnetten van Willem Kloos werden gepubliceerd, promoveerde Diepenbrock op een proefschrift over Seneca. Als componist had hij toen ook al enige naam gemaakt door het in druk verschijnen van twee werken: de pianozetting van de Academische Feestmarsch, een gelegenheidswerk voor de viering van het eerste universiteitslustrum, en een liederenbundel, Drie balladen op gedichten van Uhland, Goethe en Heine.
Eveneens in 1888 werd Diepenbrock benoemd tot leraar klassieke talen aan het gymnasium in 's-Hertogenbosch, waar hij tot 1894 bleef.
Tijdens zijn jaren in Den Bosch schreef hij de Missa in Die Festo voor mannenkoor, tenor solo en orgel, en vier 'reizangen' uit Gijsbrecht van Aemstel van Vondel. Ook leerde hij er Elisabeth de Jong van Beek en Donk kennen, met wie hij in 1895 trouwde. Samen vestigden ze zich in Amsterdam. Ze kregen twee kinderen: Joanna en Thea.

Om in hun onderhoud te kunnen voorzien, gaf Diepenbrock privélessen in de klassieke talen. Componeren deed hij in de vrije uren, evenals het schrijven van essays over uiteenlopende onderwerpen als muziek, schilderkunst, literatuur, filosofie, sociale geschiedenis en politiek. Ze zijn gebundeld en uitgegeven in Verzamelde geschriften van Alphons Diepenbrock (Utrecht, 1950).

Als doctor in de klassieke letteren en autodidactisch componist, nam Diepenbrock een voor hemzelf lastige positie in het Nederlandse muziekleven in. De samenwerking met musici heeft Diepenbrock echter altijd gesterkt in zijn werk als componist.
De vriendschap met de Limburgse componist Carl Smulders bijvoorbeeld stimuleerde hem enorm. De correspondentie getuigt van een wederzijds respect op zowel professioneel als vriendschappelijk gebied. De samenwerking met de sopraan Aaltje Noordewier-Reddingius gaf hem veel voldoening. Haar stem zette hem aan tot het schrijven van liederen voor sopraan. Ook de vriendschap met de dirigent Willem Mengelberg heeft hem altijd gestimuleerd. Diepenbrock woonde repetities bij van het Concertgebouworkest om meer inzicht te verkrijgen in het orkest en de instrumentatiekunst, een punt waarover Diepenbrock lange tijd onzeker is geweest. Het eerste aanwijsbare resultaat van deze confrontatie is de orkestratie die Diepenbrock in 1898 maakte van zijn Hymne voor viool en piano.
Ook de omgang met beeldend kunstenaars en schrijvers heeft Diepenbrock verregaand beïnvloed. In zijn werk streefde hij naar een schoonheidsideaal vergelijkbaar met de bouwkunst. Diepenbrock had grote bewondering voor het werk van Pierre J. H. Cuypers. Van hem leerde hij dat elk detail zowel constructieve als decoratieve waarde moet hebben. De Missa uit 1894 is met dit principe in het achterhoofd 'gebouwd'. Toen Cuypers in 1897 zeventig jaar werd, schreef Diepenbrock voor hem het vijfstemmige a cappella koorwerk Caelestis urbs Jerusalem. In deze hymne wordt het daadwerkelijke bouwen en het wijden van een kerk bezongen.
De tekstkeuze voor zijn werken is opmerkelijk. Zo gebruikte Diepenbrock als eerste in de jaren 1885-1890 teksten van moderne Nederlandse dichters als Frederik van Eeden, Albert Verwey, Jacques Perk en Hélène Swarth. Diepenbrock was nauw verbonden met de 'Tachtigers' door zijn vriendschappen met de oprichters van het eerste uur. Hij schreef een drietal bijdragen voor hun orgaan De Nieuwe Gids. Ook introduceerde Diepenbrock als eerste teksten van Verlaine en Baudelaire, Novalis en Brentano, Caroline von Gündenrode, Hölderlin en Nietzsche in de Nederlandse muziek.
Een belangrijk keerpunt in Diepenbrocks leven is het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog in 1914. Alhoewel Diepenbrock zich zelden politiek uitsprak en er prat op ging politiek niet op de hoogte te zijn, was hij door het uitbreken van de oorlog zo geschokt dat hij zich in zijn muziek des te sterker uitsprak. Dit resulteerde onder andere in een serie strijdliederen zoals Les Poilus de l'Argonne en Le Vin de la Revanche.
Op 5 april 1921 overleed Diepenbrock in Amsterdam.