Comenzó en el Café de la Gare y su nombre artístico se lo puso un amante. Antes de su debut cinematográfico, trabajó para las compañías teatrales de Coluche y Patrick Dewaere con quien tuvo a su hija, Angèle, a quien más tarde adoptaría Julien Clerc. Miou-Miou vive actualmente con el escritor Jean Teulé.

A mediados de la década de 2000, sus papeles cinematográficos disminuyeron y comenzó a aparecer en el teatro.

• 1971: La Vie sentimentale de Georges le tueur de Daniel Berger (cortometraje)
• 1971: La Cavale de Michel Mitrani : Petit Ecureuil
• 1973 : Quelques messieurs trop tranquilles de Georges Lautner : Anita
• 1973 : Elle court, elle court la banlieue de Gérard Pirès : asistrnte
• 1973: L'An 01 de Jacques Doillon, Alain Resnais y Jean Rouch
• 1973 : Themroc de Claude Faraldo : vecina
• 1973 : Les Granges brûlées de Jean Chapot : Monique
• 1973 : Las locas aventuras de Rabbi Jacob de Gérard Oury : Antoinette Pivert
• 1974 : Les Valseuses de Bertrand Blier : Marie-Ange
• 1974 : Tendre Dracula de Pierre Grunstein : Marie
• 1975 : Lily quiéreme (Lily aime-moi) de Maurice Dugowson : La chica en el café
• 1975 : Pas de problème ! de Georges Lautner : Anita Boucher
• 1975 : Un génie, deux associés, une cloche (Un Genio, due compari, un pollo) de Damiano Damiani : Lucy
• 1976 : Al piacere di rivederla de Marco Leto : Patrizia
• 1976 : La Marche triomphale (Marcia trionfale) de Marco Bellocchio : Rosanna
• 1976 : D'amour et d'eau fraîche de Jean-Pierre Blanc : Rita González
• 1976 : F comme Fairbanks de Maurice Dugowson : Marie
• 1976 : On aura tout vu de Georges Lautner : Christine
• 1976 : Jonas qui aura 25 ans en l'an 2000 de Alain Tanner : Marie
• 1977 : Dites-lui que je l'aime de Claude Miller : Juliette
• 1978 : Les Routes du sud de Joseph Losey : Julia
• 1979 : Le Grand Embouteillage (L'Ingorgo - Una storia impossibile) de Luigi Comencini : Angela
• 1979 : Au revoir à lundi de Maurice Dugowson : Nicole
• 1979 : La Dérobade de Daniel Duval : Marie
• 1980 : La Femme flic de Yves Boisset : inspecteur Corinne Levasseur
• 1981 : Est-ce bien raisonnable ? de Georges Lautner : Julie Boucher
• 1981 : La Gueule du loup de Michel Leviant : Marie
• 1982 : Josepha de Christopher Frank : Josépha Manet
• 1982 : Guy de Maupassant de Michel Drach : Gisèle d'Estoc
• 1983 : Coup de foudre de Diane Kurys : Madeleine
• 1983 : Attention ! Une femme peut en cacher une autre de Georges Lautner : Alice
• 1984 : Blanche et Marie de Jacques Renard : Blanche
• 1984 : Canicule de Yves Boisset : Jessica
• 1984 : Le Vol du Sphinx de Laurent Ferrier : Laura
• 1986 : Tenue de soirée de Bertrand Blier : Monique
• 1988 : Un vrai bonheur de Jean-Marie Cornille (cortometraje)
• 1988 : Les Portes tournantes de Francis Mankiewicz : Lauda
• 1988 : La Lectrice de Michel Deville : Constance/Marie
• 1990 : Milou en mai de Louis Malle : Camille
• 1991 : Netchaïev est de retour de Jacques Deray : Brigitte
• 1991 : La Totale ! de Claude Zidi : Hélène Voisin
• 1992 : Le Bal des casse-pieds de Yves Robert : Louise Sherry
• 1992 : Patrick Dewaere, documental de Marc Esposito
• 1993 : Tango de Patrice Leconte : Marie
• 1993 : Germinal (film, 1993) de Claude Berri : Maheude
• 1994 : Montparnasse-Pondichéry de Yves Robert : Julie
• 1994 : Un indien dans la ville de Hervé Palud : Patricia
• 1996 : Ma femme me quitte de Didier Kaminka : Joanna Martin
• 1996 : Le Huitième Jour de Jaco Van Dormael : Julie
• 1997 : Nettoyage à sec de Anne Fontaine : Nicole Kunstler
• 1997 : Elles de Luís Galvão Teles : Eva
• 1998 : Hors jeu de Karim Dridi : Miou-Miou
• 2000 : Pour une fois de Jérôme Bonnell (cortometraje)
• 2000 : Tout va bien, on s'en va de Claude Mouriéras : Laure
• 2004 : Folle Embellie de Dominique Cabrera : Alida
• 2004 : Mariages ! de Valérie Guignabodet : Gabrielle
• 2004 : L'Après-midi de Monsieur Andesmas de Michelle Porte : La femme de Michel Arc
• 2005 : L'Un reste, l'autre part de Claude Berri : Anne-Marie
• 2005 : Riviera de Anne Villacèque : Antoinette
• 2005 : Les Murs porteurs de Cyril Gelblat : Judith Rosenfeld
• 2006 : Avril de Gérald Hustache-Mathieu : Sœur Bernadette, formée Flora Romano
• 2006 : La ciencia del sueño de Michel Gondry : Christine Miroux
• 2006 : Le Héros de la famille de Thierry Klifa : Simone Garcia
• 2008 : Le Grand Alibi de Pascal Bonitzer : Éliane Pages, la femme d'Henri
• 2008 : Affaire de famille de Claus Drexel : Laure Guignebont
• 2008 : Mia et le Migou de Jacques-Rémy Girerd : voix
• 2009 : Pour un fils de Alix de Maistre : Catherine
• 2010 : Le Concert de Radu Mihaileanu : Guylène de la Rivière
• 2009 : Une petite zone de turbulences de Alfred Lot : Anne
• 2018 : Vacaciones con mamá de Eloïse Lang : Françoise
• 2021 : The Last Mercenary : Marguerite

• 1985 : Une vie comme je veux de Jean-Jacques Goron
• 1988 : L'Argent de Jacques Rouffio
• 1994 : Une femme dans la tourmente de Serge Moati
• 1995 : Court toujours: Joséphine et les gitans de Vincent Ravalec
• 1995 : Une page d'amour de Serge Moati
• 2001 : Agathe et le grand magasin de Bertrand Arthuys
• 2003 : Ambre a disparu de Denys Granier-Deferre
• 2009 : Petites vacances à Knokke-le-Zoute de Yves Matthey

• 2002 : Les Aventures de Sœur Solange de Bruno Boëglin.

Ganadora del Premio Lumière a la mejor actriz en 1998 por Nettoyage à sec, y del César a la mejor actriz en 1980 por La Dérobade, nominada en 1977, 1978, 1983, 1984, 1987, 1991, 1994 y 1998.

• Miou-Miou en Internet Movie Database (en inglés).