Maurice Teynacin ja Renée Deneuven tytär Catherine Deneuve suoritti elokuvadebyyttinsä elokuvassa Les Collegiennes vuonna 1956, jolloin hän oli vain teini-ikäinen. Hänen vuotta vanhempi sisarensa Françoise Dorléac oli suosittu näyttelijä ennen traagista kuolemaansa autokolarissa vuonna 1967. Deneuven läpimurto tuli elokuvamusikaalista Cherbourgin sateenvarjot (1964), josta on tullut eräs eurooppalaisen elokuvan suurimmista klassikoista. Sitten valmistuivat englantilais-ranskalaisena yhteistyönä Roman Polańskin ohjaama Inho (1965) ja Luis Buñuelin surrealistinen mestariteos Päiväperho (Belle de Jour, 1967).
Deneuve voitti parhaan naispääosan Césarin vuonna 1981 osastaan elokuvassa Viimeinen metro (Le Dernier métro). Toinen parhaan naispääosan César tuli vuonna 1992 roolista elokuvasta Indokiina; samasta elokuvasta tuli myös parhaan naispääosan Oscar-ehdokkuus. Tämän lisäksi hän on ollut Mariannen rintakuvan mallina vuonna 1985.
Yksityiselämä
Deneuven äiti on näyttelijätär Renée Simonot, jonka tyttönimen Deneuve otti taiteilijanimekseen. Deneuve on UNESCOn hyvän tahdon lähettiläs ja hänellä on kaksi lasta: Christian Vadim (s. 1963) suhteesta ohjaaja Roger Vadimiin ja Chiara Mastroianni (s. 1972) nelivuotisesta suhteesta näyttelijä Marcello Mastroianniin. Deneuve on ollut naimisissa kerran, vuosina 1965–1972, brittiläisen valokuvaajan David Baileyn kanssa.
6. marraskuuta 2019 Deneuve joutui sairaalaan kriittisessä tilassa.[1] Hän kuitenkin toipui sairaudesta. [2]