Aston Villa bekrefter signeringen på sine hjemmesider lørdag kveld.
The Athletic skrev tidligere denne uken at Diaby hadde muligheten til å tjene langt mer i den saudiarabiske klubben Al Nassr, men at franskmannen hadde et større ønske om å spille i Premier League.
24-åringen har allerede sluttet seg til Aston Villa-troppen under sesongoppkjøringen i USA.
Diaby har siden 2019 spilt for Bayer Leverkusen, der han har notert seg for 49 mål og 48 målgivende på 172 kamper i alle turneringer for Bundesliga-klubben.