Когда-то она попала в кино «по протекции» и благодаря внешним данным, но уже скоро доказала, что сама способна на многое, став одной из самых знаменитых актрис Франции. А главное — именно Денёв сломала возрастные пределы для женщин в кино, продемонстрировав, что в любом возрасте можно быть очаровательной и желанной.
Катрин родилась в Париже 22 октября 1943 года в артистической семье. Её родители, Морис Дорлеак и Рене Денёв, были актёрами театра и кино. Две из трех сестёр Катрин, Франсуаза и Сильвия, также стали актрисами.
Благодаря столь творческим родственникам, Катрин уже в 13 лет дебютировала на экране в фильме «Гимназистки» (1957). Через несколько лет девушка взяла себе псевдоним Денёв — девичью фамилию матери. На это пришлось пойти, когда она снималась вместе с сестрой Франсуазой Дорлеак в фильме «Двери хлопают» (1960). Поскольку та уже была довольно известной актрисой, Катрин решила не путать зрителей появлением еще одной Дорлеак.
Примерно тогда же 17-летняя Катрин познакомилась с известным режиссёром Роже Вадимом, с которым у нее завязался бурный роман. Творческие успехи также не заставили себя ждать: вышедший в 1963 году фильм Вадима «Порок и добродетель» с Денёв в главной роли принёс актрисе первый успех. В том же году она родила от режиссера сына Кристиана.
Настоящее признание и громкая популярность настигли Денёв после мюзикла Жака Деми «Шербургские зонтики» (1964), ставшего одним из символов десятилетия и удостоенного Золотой пальмовой ветви Каннского кинофестиваля. Уже в следующем году актриса сыграла в картине совсем другого плана — шизофреническом триллере Романа Полански «Отвращение» (1965), получившем приз жюри Берлинского кинофестиваля. В то же время Денёв рассталась с Роже Вадимом и вышла замуж за американского фотографа Дэвида Бейли, ставшего ее единственным официальным мужем. Их брак продлился до 1972 года.
Между тем Денёв продолжала укреплять свою популярность, снимаясь у лучших режиссёров Европы, а среди ее выдающихся работ в 1960–1970-е годы – драмы «Дневная красавица» (1967) и «Тристана» (1970), новые мюзиклы Жака Деми «Девушки из Рошфора» (1967) и «Ослиная шкура» (1970), криминальная драма «Сирена «Миссисипи» (1969), вестерн «Не тронь белую женщину» (1974), комедия «Дикарь» (1975). Дополнительную шумиху вокруг имени актрисы создаёт ее очередной роман со звездой итальянского кино Марчелло Мастроянни, от которого Катрин в 1972 году родила дочь Кьяру-Шарлотту.
Однако при всем этом, профессиональные награды Денёв начала получать довольно поздно. Свою первую премию «Сезар» она выиграла за роль в мелодраме «Последнее метро» (1980), а вторую — за культовый «Индокитай» (1992) режиссера Режиса Варнье, удостоенный также «Оскара» и «Золотого глобуса» как лучший иностранный фильм. Первую же международную награду — приз Венецианского кинофестиваля за лучшую женскую роль — знаменитая француженка получила лишь в 1998 году, за криминальную драму «Вандомская площадь».
Впрочем, истинная заслуга Катрин Денёв – в потрясающем творческом усердии. Она по сей день продолжает играть в трех-четырех картинах в год, зачастую не стесняясь небольших и даже эпизодических ролей. Среди ее работ за последнее десятилетие необходимо отметить российско-французскую картину Режиса Варнье «Восток-Запад» (1999), музыкальную драму Ларса фон Триера «Танцующая в темноте» (2000), блестящий детективный мюзикл Франсуа Озона «8 женщин» (2001). В 2008 году Катрин Денёв удостоилась специальной награды Каннского кинофестиваля за выдающиеся достижения в кино. В 2010-м вечно молодая французская звезда вновь сыглала у Франсуа Озона в комедии «Трофей», где её партнёром стал Жерар Депардье.