Catherine Deneuveová nikdy netúžila stať sa herečkou. Milovala módu a eleganciu a chcela byť módnou návrhárkou, no vyrastala v rodine divadelných a filmových hercov Mauricea Dorléaca a Renée Deneuvovej. Film ju napokon predsa len získal.
Keď Catherine Fabienne Dorléacová (83) začínala pred kamerou, jej staršia sestra Françoise Dorléacová († 25) už bola uznávanou herečkou. Neskôr si spolu zaspievali a zatancovali vo filme Slečinky z Rochefortu. Tragická smrť sestry, ktorá po dopravnej nehode zaživa zhorela v aute, Catherine hlboko poznačila. Prijala dievčenské meno svojej mamy a jej obraz chladnej blond krásky, modernej, nezávislej a krehkej ženy, mohol byť spôsobom, ako sa s tragédiou vyrovnať. Filmovania sa nevzdala. Medzi jej neresti patria cigarety a červené víno.
Už ako mladá zaujala režiséra Rogera Vadima, ktorý v nej vycítil inú povahu, než mali herečky jej doby. Z ich pracovného a ľúbostného vzťahu sa narodil syn Christian (63), keď mala Catherine iba 20 rokov. Čoskoro sa rozišli. Neskôr sa vydala za fotografa hviezd Davida Baileyho (88). Ani toto manželstvo nevydržalo: manželia spolu nežili, no rozviedli sa až v roku 1972.
Najdlhšie, oficiálne štyri roky, žila s talianskym hercom Marcellom Mastroiannim († 72), ktorý bol ženatý s herečkou Florou Carabellou († 73). Ako katolík sa odmietol rozviesť. Z ich vzťahu sa narodila dcéra Chiara Mastroianni (54), ktorá sa tiež stala herečkou.
Filmová kariéra Catherine Deneuveovej trvá takmer sedem desaťročí. Na plátne zažiarila v mnohých kontroverzných úlohách. Preslávila sa ako dobrovoľná prostitútka vo filme Kráska dňa, pred kamerou sa často objavovala nahá a vo viacerých filmoch stvárnila lesbičky. Divadelných dosiek sa vzdala, pretože to, čo sa na nich odohrá, nemožno vyretušovať, vystrihnúť ani opraviť. Filmová kamera jej však vždy bola priateľkou. V roku 1985 prepožičala tvár soche Marianne, ktorá symbolizuje republikánsku tradíciu Francúzska.
Aj po osemdesiatke zostáva aktívna a odvaha jej nechýba. Vo februári 2025 otvárala slávnostný 50. ročník cien César, francúzskeho ekvivalentu amerických Oscarov. „Kto iný ako mimoriadna herečka by mala oslavovať 50. výročie Césarov? Vďaka výnimočnému talentu, jedinečnej kariére a nadčasovej grácii stelesňuje Catherine Deneuve samotnú podstatu filmového umenia,“ uviedla Académie des Arts et Techniques du Cinéma. Sprevádzal ju vnuk Igor Vadim (39), ako na väčšine takýchto podujatí.
Deneuveová má s cenami César dlhú spoločnú históriu. Získala 14 nominácií a dvakrát cenu za najlepšiu herečku: za úlohu vo filme Posledné metro v roku 1981 a za film Régisa Wargnera Indočína v roku 1994. Indočína jej vyniesla aj nomináciu na Oscara a v roku 1994 získala Oscara za najlepší cudzojazyčný film. Na filmovom festivale v Cannes dostala v roku 2005 čestnú Zlatú palmu. Aj dnes má bohatú ponuku úloh a spolupracuje so známymi režisérmi.