Η Catherine Deneuve (γεννημένη στις 22 Οκτωβρίου 1943) είναι Γαλλίδα ηθοποιός. Είναι κόρη δύο γνωστών ηθοποιών. Έχει δύο αδελφές: τη Françoise Dorléac (1942-1967) και τη Sylvie (γεννηθείσα το 1946), επίσης ηθοποιούς και οι δύο, η πρώτη σκοτώθηκε σε αυτοκινητιστικό δυστύχημα. Έχει μια ετεροθαλή αδελφή από τη μητέρα της, την Danielle (γεννηθείσα το 1937).
Ξεκίνησε να παίζει σε ταινίες ως έφηβη. Ο πρώτος της σημαντικός ρόλος είναι στην ταινία Les Parapluies de Cherbourg του Jacques Demy το 1964. Έκτοτε έχει συνεργαστεί με μερικούς από τους μεγαλύτερους σκηνοθέτες, κυρίως με τον Roman Polanski στην ταινία Repulsion (1965) και τον Luis Buñuel στις ταινίες Belle de Jour (1967) και Tristana (1970) και τον François Truffaut στην ταινία Le Dernier Métro (1982). Έκανε μια διαφήμιση για το άρωμα Chanel No 5. Είναι στενή φίλη του σχεδιαστή μόδας Yves Saint Laurent.
Παντρεύτηκε τον Βρετανό φωτογράφο David Bailey από το 1965 έως το 1972. Είχε σχέσεις με τον σκηνοθέτη Roger Vadim (1928-2000), με τον οποίο απέκτησε έναν γιο, τον Christian Vadim (γεν. 1963), και τον Ιταλό ηθοποιό Marcello Mastroianni (1924-1996), με τον οποίο απέκτησε μια κόρη, την Chiara Mastroianni (γεν. 1972). Και τα δύο παιδιά της είναι ηθοποιοί.