Actrice française, de son vrai nom Catherine Dorléac, elle est née le 22 octobre 1943 à Paris. Elle commence sa carrière cinématographique en 1956 avec Les Collégiennes.

Elle fût la compagne de Roger Vadim (dont elle eu un fils), puis l'épouse de David Bailey en 1965.

Elle a été nommée de nombreuses fois au César. Elle gagna celui de la meilleure actrice en 1981 avec Le Dernier Métro et en  1991 pour Indochine.