Катрин Фабьен Дорлеак родилась в 1943 г в Париже в актерской семье, и трое дочерей пошли по стопам родителей и еще в детстве вышли на театральную сцену – все, кроме Катрин, которая страдала пейрафобией – боязнью сцены. Ее кинодебют состоялся в 14 лет, в фильме «Гимназистки» она значилась в титрах как Катрин Дорлеак. Но когда ее старшая сестра Франсуаза стала знаменитой актрисой, режиссер Роже Вадим посоветовал ей взять псевдоним. Катрин выбрала девичью фамилию матери – Денев. Профессионального образования у нее не было – она окончила лишь парижский лицей и пришла в кино актрисой-самоучкой.

Всемирную популярность актрисе принес мюзикл «Шербурские зонтики», который стал триумфатором Каннского фестиваля. Ради этой роли ей пришлось похудеть на 10 кг и перекрасить волосы в более светлый тон. В отличие от многих коллег, сыгравших свою звездную роль в молодости и так и оставшихся актрисами одной роли, Катрин Денев удалось удерживать высокую планку на протяжении всей жизни. Кинохиты с ее участием выходили один за другим: «Отвращение», «Девушки из Рошфора», «Дневная красавица», «Индокитай», «Восток-Запад», «Танцующая в темноте», «Опасные связи», «Восемь женщин» и др.

Старшая сестра Катрин Денев Франсуаза Дорлеак стала известна во Франции раньше нее, но ей было суждено сыграть около 20 ролей в кино и уйти на пике популярности. Вместе они снялись в 3-х фильмах. Когда последний из них – «Девушки из Рошфора» – вышел на экраны, в семье случилась трагедия: Франсуаза погибла в автокатастрофе. На тот момент ей было всего 25 лет. После ее смерти Катрин Денев с головой ушла в работу, которая помогла ей справиться с депрессией. 

И на родине, и во всем мире Катрин Денев всегда пользовалась невероятной популярностью. В 1985 г. по решению комитета мэров французских городов актриса стала прототипом Марианны – национального символа Франции. Катрин Денев согласилась позировать для бюста Марианны, так как посчитала это своим гражданским долгом: «Я всегда сопротивлялась мумификации. За исключением бюста Марианны: это ведь стало результатом общественного мнения по всей Республике, это важно для меня. Я обнаружила, что такая женщина, как я, не состоящая в браке и имеющая детей вне брака, символизирует французов».

Очень часто ее называли эталоном женской красоты и секс-символом, но это определение актрисе очень не нравилось: «Секс – это слишком плоско и однозначно! Я не постер из мужского журнала! Эротика – вот гораздо больше подходящее по смыслу слово». Ей очень не хотелось, чтобы ее воспринимали только как красивую картинку, ведь она создала на экранах целую плеяду глубоких и разноплановых образов. Американская пресса называла ее самой красивой женщиной мира, а для нее это не было аксиомой: «Я не считаю себя очень красивой женщиной. Я считаю себя женщиной, которая хорошо выглядит. Причем далеко не всегда».

У Катрин Денев было много романов, но она никогда не торопилась выходить замуж. Ее первой любовью стал режиссер Роже Вадим, с которым она познакомилась на съемочной площадке. На тот момент ей было 17 лет, а ему – 32. Он стал для нее не только наставником, научившим азам актерского мастерства и открывшим путь в мир большого кино, но и отцом ее сына Кристиана. Но когда он наконец сделал ей предложение, актриса уже разочаровалась в этих отношениях и ответила ему отказом.

Официально она была замужем лишь однажды: спустя 2 года после расставания с Роже Вадимом актриса вышла замуж за фотографа Дэвида Бейли. Этот брак продлился всего год, хотя по документам они оставались мужем и женой еще 6 лет. Позже Катрин Денев говорила, что самым ценным в этом браке для нее оказалась возможность выучить английский язык. Самым громким стал ее роман с итальянским актером и режиссером Марчелло Мастроянни. Ему она родила дочь Кьяру, но выходить замуж снова отказалась. Повести ее под венец не удалось ни режиссеру Франсуа Трюффо, ни актеру Жерару Депардье, ни руководителю телеканала Пьеру Лескуре. Актриса говорила: «Лучший способ сохранить любовь мужчины – не выходить за него замуж».

По словам актрисы, единственный человек, которому она хранила верность всю жизнь, и с которым у нее случился единственный «безболезненный роман», – это модельер Ив Сен-Лоран. Он называл ее своей музой, а она не признавала других дизайнеров. Их дружба продолжалась 43 года, до самой его смерти.

Актриса продолжает сниматься в кино и по сей день, ежегодно участвуя в съемках нескольких проектов. Она не скрывает свой возраст и не считает нужным прибегать к помощи пластических хирургов. Грим она всегда накладывает сама, а на вопросы о том, что помогает ей сохранять великолепную форму и в зрелом возрасте, отвечает: «Вода, сон и любовь». При этом она долгое время не могла избавиться от единственной вредной привычки – курения. 

Фильмы с ее участием давно стали признанной классикой мирового кинематограф