S-a născut la 30 septembrie 1928, la Banes, nu departe de Biran, sătucul natal al lui Fidel Castro. Tatăl său, José Rafael Diaz-Balart, era primar al orăşelului Banes, politician pro-Batista (împotriva căruia lupta Castro) şi unul dintre cei mai puternici oameni din Cuba. Mirta Diaz-Balart a absolvit Facultatea de Filosofie a Universităţii din Havana.

L-a cunoscut pe Fidel – student la Drept – la cofetăria Universităţii, prezentat de fratele ei, Rafael Diaz-Balart, student şi el la Drept, prieten şi admirator de-al lui Castro, viitor şef al SIM (Poliţia politică a dictatorului Batista). La scurt timp după căsătorie (11 octombrie 1948), legătura a început să scârţâie. Mirta îşi dorise un soţ care să se ocupe de ea şi de familie. Fidel îşi dorise o nevastă care să-l lase în pace.

Naşterea unui băiat, Fidelito (sus, împreună cu mama), la 1 septembrie 1949, a adâncit ruptura, dat fiind că Mirta avea nevoie de bani pentru întreţinerea copilului, în timp ce Fidel Castro nu numai că nu-i aducea, dar, mai mult, îi interzicea să-i ceară tatălui sau fratelui.

Au divorţat în 1955 (cînd Castro se afla exilat în Mexic), după ce două fapte le-au relevat amândurora că n-au ce căuta împreună. La 17 iulie 1954, în timp ce era la închisoare în Insula Pinilor, trimis de Batista, Fidel Castro a aflat de la Radio că Mirta acceptase o slujbă fictivă (90 de dolari pe lună) în Ministerul de Interne, unde fratele ei era subsecretar de stat. La rându-i, Mirta primeşte (din greşeală, după unii, în urma unei lucrături, după alţii) o scrisoare de amor adresată de Fidel din închisoare altei femei, Naty Revuelta.

După divorţ, Mirta se recăsătoreşte cu dr. Emilio Nuñez Portundo, fiul ambasadorului lui Batista la ONU. După venirea lui Castro la putere, Mirta se vede obligată să emigreze în Spania din cauza activităţilor soţului împotriva regimului. Cel de-al d