В творческата биография на Катрин Деньов (Дорлеак) главни са два филма, които й носят световна известност. Това са „Шербурските чадъри” и „Индокитай”. Макар и преди това да се е снимала в киното, младата актриса е известна само в родната си Франция. Постепенно Катрин Деньов се превръща в актриса на световното кино, защото започва да се снима във филми както на американски, така и на европейски режисьори. Не е известно какво най-силно привлича режисьорите към тази актриса — дали изумителната й външност или ярко изразените драматични способности. Тя в пълна мяра притежава и едното, и другото.

Все пак за да стигне до киното, несъмнено главна роля изиграват външните й данни. Те й създават и славата на покорителка на мъжките сърца. И днес Деньов влиза в числото на най-привлекателните звезди на световното кино за всички времена, наред с Одри Хепбърн и Ингрид Бергман. А в киното настъпва по едно и също време с Бриджит Бардо и Клаудия Кардинале. В първия си филм, Collégiennes, Les (1957), се снима през 1956 година. След това още дълго играе само второстепенни роли, такива като в Portes claquent, Les (1960) и Homme à femmes, L' (1960) и др.

Пътят на Катрин в киното изглежда преопределен от съдбата. Родителите й са театрални актьори. Самата тя завършва престижен лицей Париж и заедно със сестра й тръгват да покоряват големия екран. За начало двете сестри взимат различни фамилии: Франсоаз — фамилията на баща си, Дорлеак, а Катрин — на майка си, Деньов. Всяка от тях тръгва по свой път, играли са заедно само в „Момичетата от Рошфор”, но си остават много близки до трагичната смърт на Франсоаз в автомобилна катастрофа. Именно Франсоаз става неволен инициатор на запознанството на сестра си с кинорежисьора Роже Вадим. Тя вкарва Катрин в популярния клуб на артистичната младеж, където ярката брюнетка и не по-малко очарователната блондинка предизвикват всеобщо възхищение. Там Катрин се запознава с известния режисьор и това променя целия й живот.

Първата любов не признава прегради и съвети. Катрин не крие отношенията помежду им и не само демонстративно се пренася да живее при Вадим, но и смята да му роди дете, независимо че той е женен. Както и в случая с Бриджит Бардо, Вадим се опитва да разкрие способностите на начинаещата актриса и й поверява роля като Добродетелта във „Vice et la vertu, Le” (1963). Подкрепата на толкова известен режисьор като Роже Вадим придава на актрисата увереност в собствените й сили. При това с годините растат майсторството й и готовността й да експериментира. Във филма „Et satan conduit le bal” през 1962 г. тя решително сменя цвета на косите си и се превръща в блондинка

Отношенията й с мъжете си остават сложни и противоречиви. Заменя Вадим с известния певец Джони Алиде, но и тази връзка приключва бързо. През 1965 година, след като започва да се среща с модния фотограф Д. Бейли, Катрин решава (за първи и последен път) да се омъжи. През 1963 година се снима в „Шербурските чадъри” на Ж. Деми. Сюжетът на филма практически повтаря историята на собствения й живот — шеметен роман и раждане на извънбрачно дете, а след това нов брак. Прекрасната музика на Мишел Легран, в съчетание с великолепната игра, осигуряват успеха на този филм – „Златна палма” в Кан.

Важен етап в живота на Деньов става работата й с режисьорите от „новата вълна”. За тях актрисата също се оказва находка, затова предложенията следват едно след друго. През 1966 година се снима в „Créatures, Les” на А. Варда; на следващата година Ж. Деми предлага на Катрин роля в „Момичетата от Рошфор”; той я снима през 1970 и в „Магарешката кожа”; през 1968 режисьорът М. Девил я кани на снимки в „Бенжамен”, а на следващата година играе във филма на Трюфо „Sirène du Mississipi, L”.

Ролите на Деньов стават по-дълбоки, по-изискани, по-изтънчени, изпълнени с истински, а не с мним драматизъм. Актрисата убеждава зрителя в истинността на своите чувства. Тя става всепризната звезда и започват да й обръщат внимание режисьори, които са сред класиците на киното. Полански я снима през 1965 в „Отвращение”, Бунюел й предлага главните роли в „Дневна красавица” (1966) и „Тристана” (1970), през 1971 година се снима при Н. Трентинян в „Това се случва само с другите” и при М. Ферери в „Лиза”.

В началото на 70-те Катрин отново е влюбена и отново в мъж, който не може да се задоволи с една жена. Независимо че Марчело Мастрояни е женен за актрисата Флора Карабели и вече е станал баща, той няма намерение да прекрати любовните си похождения. В резултат на връзката му с Деньов се появава дъщеря им Кияра. Почитатели и преса започват да приписват на актрисата всеки от партньорите й в киното, но самата Катрин не обича да се разпростира по тази тема.

Вече получила световна известност, Катрин Деньов се снима много в италианското кино, в Холивуд и в родината си. С нея обича да работи италианският режисьор М. Ферери, който я снима в няколко свои филма, сред които „Лиза” (1972) и „Touche pas à la femme blanche” (1974). През 1983 излиза филмът „Африканецът”, в който Деньов си партнира с Филип Ноаре. Запомняща се е работата й с Жерар Депардьо в „Последното метро” (1980, режисьор Ф. Трюфо), който филм е удостоен със „Сезар”, и, разбира се, в „Индокитай” - романтична история, която изисква от актрисата огромна дълбочина на превъплъщението, понеже на екрана преминава целият живот на героинята й, а в резултат актрисата получава първата си номинация за „Оскар”.

Катрин Деньов e от тези жени, които винаги са в крак с модата. Любимият й моделиер (който е и неин близък приятел) е Ив Сен-Лоран. Когато не е заета с работата си в киното, Катрин Деньов обича да е сред природата. Вече порасналите й деца също са актьори. Кристиан Вадим дебютира в киното през 1983 година във филма на баща си „Вечеринка”. Киара също се е е отдала изцяло на киното, след като напусна университета, и се снима в ролята на дъщеря на Катрин във филма „Ma Saison Preferee”, (1993), а след това и в „Три живота и една смърт” заедно с баща си.

Винаги елегантната и блестяща Деньов, която никога не е играла на театралната сцена, официално е призната за една от „гранд дамите" на френското кино, наред с такива забележителни таланти като Симон Синьоре, Жана Моро, Изабел Юпер и по-младата Жюлиет Бинош.