Catherine Deneuve (n. 22 octombrie 1943) este o actriță franceză. Este fiica a doi actori cunoscuți. Are două surori: Françoise Dorléac (1942-1967) și Sylvie (născută în 1946), de asemenea actrițe, prima a murit într-un accident de mașină. Are o soră vitregă maternă, Danielle (născută în 1937).
A început să joace în filme încă din adolescență. Primul ei rol important este în filmul lui Jacques Demy, Les Parapluies de Cherbourg, din 1964. De atunci, a lucrat cu unii dintre cei mai mari regizori de film, în special cu Roman Polanski în Repulsion (1965), cu Luis Buñuel în Belle de Jour (1967) și Tristana (1970) și cu François Truffaut în Le Dernier Métro (1982). A realizat o reclamă pentru parfumul Chanel No 5. Este o prietenă apropiată a creatorului de modă Yves Saint Laurent.
A fost căsătorită cu fotograful britanic David Bailey din 1965 până în 1972. A avut relații cu regizorul de film Roger Vadim (1928-2000), cu care a avut un fiu, Christian Vadim (născut în 1963), și cu actorul italian Marcello Mastroianni (1924-1996), cu care a avut o fiică, Chiara Mastroianni (născută în 1972). Ambii ei copii sunt actori.