Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Блок-диаграмма, блок-диаграммы, блок-диаграммы, блок-диаграмм, блок-диаграмме, блок-диаграммам, блок-диаграмму, блок-диаграммы, блок-диаграммой, блок-диаграммою, блок-диаграммами, блок-диаграмме, блок-диаграммах