Catherine Deneuve, da Bella di giorno al film La moglie del presidente in uscita al cinema

  Dopo alcune particine poco interessanti che le fanno pensare di lasciare il mondo del cinema, grazie anche alla sorella, incontra il regista Jacques Demy che le offre il ruolo di protagonista nel film musical Les Parapluies de Cherbourg (1964)

  .Grazie a questo film raggiunge il successo e ottiene la possibilità di lavorare in film importanti con registi di fama: La costanza della ragione di Pasquale Festa Campanile (1964), Répulsion (1965) di Roman Polańsli

Il film che l’ha lanciata a livello internazionale è "Bella di giorno" di Luis Buñuel del 1967.

Alla fine degli anni 60 arrivano delle proposte di lavoro di Hollywood, prima Mayerling diretto da Terence Young, una superproduzione storica in cui interpreta Maria Vetsera, il grande amore dell'arciduca Rodolfo d'Austria; in seguito gira Sento che mi sta succedendo qualcosa con Jack Lemmon. Entrambi i film non suscitano grande interesse nel pubblico e nella critica e anche l'attrice non si sente soddisfatta tanto da rinunciare ad altre proposte degli studios americani anche un ruolo da Bond-girl preferendo restare nel suo paes

Negli anni '70 continua a lavorare senza sosta non solo in Francia ma anche all'estero, soprattutto in Italia dove collabora con registi come Marco Ferreri (per il quale lavora a fianco di Marcello Mastroianni nel film La cagna del 1972), Mauro Bolognini e Dino Risi. Riceve offerte anche dagli USA che le permettono di lavorare con attori come Omar Sharif, Jack Lemmon e Gene Hackman. Nel 1997 è protagonista del video della canzone N'Oubliez Jamais di Joe Cocker

Una nuova svolta nella sua carriera arriva nel 1981 con l'interpretazione nel film L'ultimo metrò di François Truffaut, grazie al quale vince il suo primo César come migliore attrice. Nel 1992 ottiene il suo secondo premio con il film Indocina, in un ruolo che le vale nel medesimo anno anche la candidatura al premio Oscar alla miglior attrice.

Nel 1983 recita a fianco di David Bowie nell 'horrom Miriam si sveglia a mezzanotte (The Hunger), diretto da  Tony Scott 

Nel 1998 riceve la Coppa Volpi alla Mostra del Cinema di Venezia per l'interpretazione di Marianne in "Place Vendôme".

Nel 2001 interpreta Gaby nel film/musical 8 donne e un mistero diretto da François Ozon. Nello stesso anno appare in Dancer in the Dark di Lars von Trier. Pubblica le sue memorie nel 2004, firmando l'autobiografia "A l'ombre de moi-meme

 Dopo Brigitte Bardot, le sue fattezze vengono prese a modello per l'iconica figura di Marianne, simbolo femminile della Repubblica Francese usato allegoricamente su monete, banconote e francobolli del paese

Con la sua bellezza e il suo fascino senza tempo conquista i migliori registi a livello internazionale.

Nel 2006 è stata designata come presidente della giuria della 63ª Mostra internazionale d'arte cinematografica di Venezia.

Ambasciatrice dell'UNESCO, la Deneuve ha avuto due figli, entrambi attori: Christian Vadim, nato nel 1963 dalla sua relazione con il regista Roger Vadim, e Chiara Mastroianni, nata nel 1972 dalla sua relazione pluriennale con l'attore italiano Marcello Mastroianni. 

È stata sposata una sola volta, dal 1965 al 1972, con il fotografo britannico David Bailey

Catherine Deneuve è atea

Assieme alla figlia Chiara Mastroianni, Chantal Akerman, Christophe Honoré, Jean-Pierre Limosin, Zina Modiano, Victoria Abril, Gaël Morel, Louis Garrel, Yann Gonzalez, Clotilde Hesme, Agathe Berman e Paulo Branco è stata tra i sottoscrittori della lettera aperta agli spettatori cittadini (Lettre ouverte aux spectateurs citoyens), pubblicata da Libération il 7 aprile 2009, contro la legge numero 669 del 12 giugno 2009, nota come "Loi Création et Internet"                

Nel 2023, Una sorprendente Catherine Deneuve torna sul grande schermo nel ruolo brillante e irresistibile di Bernadette, ovvero La moglie del Presidente.

. Diretta, al suo esordio, da Léa Domenach, La moglie del Presidente è una commedia che si ispira alla vicenda di madame Chirac, la consorte del due volte Presidente francese, per raccontare una storia di empowerment femminile

Un racconto irriverente e anticonformista: il ritratto di una mamma e moglie che imprigionata troppo a lungo nel suo ruolo, prende in mano il suo destino. Una donna che si libera dal suo stereotipo per trasformarsi in un'icona femminista. Il film sarà distribuito al cinema a partire dall 24 aprile da Europictures.

"La sceneggiatura di Léa Domenach e Clémence Dargent era davvero ottima, ben scritta e molto divertente. Poi ho incontrato Léa, che mi ha fatto capire subito che non si trattava di fare un adattamento preciso o di assomigliare davvero a Bernadette Chirac, ma solo di entrare nello spirito del personaggio. Quella lettura e quell'incontro hanno cambiato le cose.". Cosi Catherine Deneuve spiega il suo personaggio