Debutó en el cine en 1942 como simple extra para alimentar a su madre y a sus tres hermanos, al estar su padre en Londres intentando reconstruir la resistencia contra el ejército nazi que ocupaba ya Francia.
Una vez acabada la guerra, en 1947 se convirtió en primera actriz con la película “Dedé Amberes”. Desde este momento su carrera fue en constante línea ascendente hasta alcanzar los más altos galardones.
En 1960 ganó el premio a la mejor actriz en el Festival de Cannes por la película “Un lugar en la cumbre”, consiguiendo asimismo el Oscar de Hollywood por el mismo papel.
En 1966 ganó el Emmy de televisión y protagonizó posteriormente en Estados Unidos y en Francia películas muy destacables, como “Llamada para el muerto”, “La muerte llama a la puerta”, “El ejército de las sombras”, “Juegos”, “El barco de los locos”, “Los raíles del crimen”, etc.
Se casó en 1947 con el director Yves Allegret, pero el matrimonio fracasó, y en 1949 se divorciaron, volviéndose a casar dos años después con uno de los cantantes y actores más importantes de Francia, Yves Montand.
Fue también nominada al Oscar correspondiente a la mejor actriz por “El barco de los locos” (1965).