Η Κέλλυ Διαμαντή αποφοίτησε από την Οδοντιατρική Σχολή του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ) το 2000. Στην ίδια Σχολή ολοκλήρωσε μεταπτυχιακές σπουδές (Master of Science) στη Βιολογία Στόματος με σύγχρονη κλινική εξειδίκευση στην Ενδοδοντία  το 2004. Είναι επιπλέον κάτοχος Διδακτορικού Διπλώματος στην Βιολογία Στόματος (2012), με μέρος των σχετικών σπουδών να έχουν πραγματοποιηθεί στο Πανεπιστήμιο Aix-Marseille στη Μασσαλία. Σε διδακτορικό και μετα-διδακτορικό επίπεδο, έχει ασχοληθεί ερευνητικά με τη μελέτη των επιδράσεων διαφόρων ερεθισμάτων στα ανθρώπινα κύτταρα του πολφού καθώς και με τη χρήση των κυττάρων αυτών σε εφαρμογές οστικής αναγέννησης. Ήταν συνεργάτης στα Εργαστήρια Ενδοδοντίας και Βασικών Ιατροβιολογικών Επιστημών της Οδοντιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ, έχει συμμετάσχει στη συγγραφή άρθρων που έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή και ελληνικά περιοδικά και κεφαλαίων σε επιστημονικά βιβλία, ενώ συμμετέχει και σε πολλά συνέδρια, στην Ελλάδα και στο εξωτερικό.

Η Κέλλυ Διαμαντή έχει επίσης ολοκληρώσει μεταπτυχιακές σπουδές (Master of Science) στην «Παγκόσμια Υγεία – Ιατρική των Καταστροφών» στην Ιατρική Σχολή του ΕΚΠΑ (2024). Το 2023 συμμετείχε σε αποστολή και εργάστηκε σε νοσοκομείο στην Αφρική (Τανζανία). Από το 2019 εργάζεται επίσης εθελοντικά στο Πολυ-ιατρείο της Μη Κυβερνητικής Οργάνωσης «Γιατροί του Κόσμου» στην Αθήνα. Τέλος το 2025 ολοκλήρωσε το πρόγραμμα εκπαίδευσης Forensic Medical Sciences από την Academy of Forensic Medical Sciences της Μεγάλης Βρετανίας.