Nacida en París un 30 de septiembre de 1975, es una actriz francesa ganadora de los premios Óscar, BAFTA, César y Globo de Oro por su interpretación de Édith Piaf en la película La vida en rosa, la vimos también en INCEPTION y que ahora interpretara a Miranda Tate en The Dark Knight Rises.
Proveniente de una familia de artistas, comenzó desde pequeña a trabajar como actriz, su madre es actriz; su padre, director; ambos profesores de arte dramático y tiene dos hermanos gemelos, Quentin, escultor y Guillaume, escritor. Su primo Laurent Cotillard, dirigió además su primera obra Y a des nounous dans le placard.
En 1994, ganó el primer premio del Conservatorio de Arte Dramático de Orleáns.
Y comenzó a intervenir en series televisivas como Highlander o Extrême Limite, y más tarde en el cine con la película La Belle Verte, aunque fue con Taxi con guion de Luc Besson y dirigida por Gérard Pirès con la que se dio conocer al gran público y que le supuso su primera nominación al César a la mejor actriz revelación.
Su papel en esta película le sirvió para trabajar en producciones como La Mouette o Les Jolies Choses, con la que obtuvo una nueva nominación a los Premios César, consiguiendo en 2005 ganar el César a la mejor actriz de reparto por Largo domingo de noviazgo, de Jean-Pierre Jeunet.
En 2007, interpreta a Édith Piaf en el film de Olivier Dahan La vida en rosa, ganando el Oscar a la mejor actriz en 2008.
En el 2009, interpretó a Evelyn (Billy) Frechette, la novia de John Dillinger en el film Enemigos públicos donde demuestra una gran solidez actoral y su gran diversificación como actriz en Nine como Luisa Contini ese mismo año.
En el 2011 en la película Contagio como la Dr. Leonora Orantes y ese mismo año en la película INCEPTION como Mal.
Este año en The Dark Knight Rises, la volveremos a ver, cabe destacar que es su segundo film con Cristopher Nolan mismo que retrasó el film completo porque Cotillard daría a luz a su hijo, aun así, el realizador dijo que la actriz lo sorprendió con su capacidad de trabajar, poco después de haber dado a luz, y la calificó como increíble y supermujer.
