Počet členů Dio se v průběhu let měnil, ale klasická studiová sestava byla čtyřčlenná – zpěv, kytara, baskytara a bicí. V různých obdobích kapelou prošly více než dvě desítky hudebníků, včetně několika kytaristů a klávesáků, například Klause Meineho, pardon — např. Klause Meineho ne, ale Jens Johanssona a dalších hostů. Pro fanoušky jsou nejikoničtější právě rané čtyřčlenné sestavy s Vivianem Campbellem a později Craigem Goldym.