Estrella de Diego obtuvo el doctorado en Historia del Arte por la Universidad Complutense de Madrid, centro en el que ocupa actualmente la cátedra de Arte Contemporáneo. Amplió sus estudios en la Universidad de Helsinki y fue becaria Fullbright en el Institute of Fine Arts de la Universidad de Nueva York, donde más tarde desempeñó la cátedra King Juan Carlos I of Spanish Culture and Civilization. Ha centrado sus investigaciones en la teoría del género, los estudios culturales postcoloniales y la construcción de las identidades en la modernidad, cuestiones en torno a las cuales giran buena parte de sus numerosas publicaciones y exposiciones, focalizando su interés en el arte contemporáneo de América Latina.
A lo largo de su trayectoria ha comisariado grandes exposiciones, así como los pabellones de España en la 22 Bienal de Sao Paulo y en la 49 Bienal de Venecia y ha escrito numerosos artículos y libros de referencia como, entre otros, La mujer y la pintura en la España del siglo XIX (1987), El andrógino sexuado: eternos ideales, nuevas estrategias de género (1992) y más recientemente Rincones de postales. Turismo y hospitalidad (2014) y Artes visuales en Occidente desde la segunda mitad del siglo XX (2015). Es, además, asesora de las colecciones de arte de Ediciones Cátedra.
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