Elle a débuté au Café de la Gare et son nom de scène lui a été attribué par Coluche, lequel a ensuite employé le sobriquet de « miaou ».

Entre 1971 et 1976, elle est la compagne de l'acteur Patrick Dewaere dont elle aura une fille, Angèle. Elle le quitte juste avant le tournage du film F... comme Fairbanks pour le chanteur Julien Clerc, lequel adoptera la fille de Patrick Dewaere. Elle aura une deuxième fille avec le chanteur, Jeanne Herry[1], qui deviendra elle-même actrice. Elle vit avec Jean Teulé, romancier.

Avec des emplois de jolie blondinette dans des comédies, dans les romans-photos d'Hara-Kiri, mais aussi dans certains films d'auteurs (dont Les Valseuses) durant les années 1970 (films de Jacques Doillon, Alain Resnais, Jean Rouch, Bertrand Blier, Maurice Dugowson, Marco Bellocchio, Alain Tanner, Claude Miller), elle sait aborder à partir des années 1980, une série de rôles plus éclectiques encore pour d'autres réalisateurs de renom.

Début 2004, elle apparaît à la télévision dans la mini-série Ambre a disparu de Denys Granier-Deferre. Miou-Miou n'a jamais participé à la compétition des Césars, ni recherché quelque honneur que ce soit, déclarant « Les Césars, j'y vais jamais ; les honneurs, je m'en fous »