Diem verbrachte seine gesamte Juniorenzeit im Nachwuchs der GCK Lions respektive Zürcher SC, wo er ab der Saison 2012/13 für die Elite-Junioren in der höchsten Schweizer Juniorenliga spielte. In der Saison 2014/15 folgte der erste Einsatz im Fanionteam in der National League B. Noch in derselben Saison folgte der erste Einsatz in der höchsten Liga der Schweiz, der National League A, für die ZSC Lions. In der NLA festsetzen konnte er sich jedoch nicht, stattdessen spielte er die meiste Zeit in der NLB. Zur Saison 2017/18 folgte der Wechsel zum EHC Biel, bei dem er seinen Durchbruch in der höchsten Spielklasse schaffte. Im November 2018 entschied er sich für eine Rückkehr zu seinem Stammverein zur Saison 2019/20.[1] Seine Karriere liess er in der Saison 2023/24 beim EHC Kloten ausklingen.
(Legende zur Spielerstatistik: Sp oder GP= absolvierte Spiele; T oder G= erzielte Tore; V oder A= erzielte Assists; Pkt oder Pts= erzielte Scorerpunkte; SM oder PIM= erhaltene Strafminuten; +/−= Plus/Minus-Bilanz; PP= erzielte Überzahltore; SH= erzielte Unterzahltore; GW= erzielte Siegtore; 1Play-downs/Relegation; Kursiv: Statistik nicht vollständig)