Égérie de Jacques Demy, François Truffaut ou André Téchiné, elle a tourné sans interruption depuis les années 60 aux années 2020. Sa sœur aînée, actrice, est décédée à 25 ans.
Elle débute à 14 ans au cinéma puis entre à 17 ans à la Comédie-Française en 1972. Elle est l'actrice ayant obtenu le plus de César pour un premier rôle (5 fois).
Collaboratrice fidèle de Claude Chabrol, Benoît Jacquot et Michael Haneke. Elle est révélée par le cinéaste Claude Goretta dans "La Dentellière" (1977).
Révélée dans "Les Dames de la côte" (1979) de Nina Companeez, elle jouera deux ans plus tard le premier rôle de "La Femme d'à côté" de François Truffaut.
Elle obtient le César du meilleur espoir féminin pour "Les Roseaux sauvages" en 1995. Elle a tourné dans les deux succès de Jeanne Herry, "Pupille" et "Je verrai toujours vos visages".
Nommée treize fois aux Césars, elle en a remporté trois. Elle interprète des rôles de premier plan dans "La Nage indienne" (1993) ou encore "Les Randonneurs" (1997).