
Za rolu slávnej šansoniérky Edith Piaf v životopisnej dráme francúzskeho režiséra Oliviera Dahana z roku 2007 získala prestížneho Oscara, Zlatý Glóbus i francúzskeho Césara. Za rolu v snímke bratov Jean-Pierra a Luca Dardennovcov Dva dni, jedna noc bola na Oscara nominovaná a získala Európsku filmovú cenu za rok 2014 ako najlepšia herečka.
Cotillard sa narodila v Paríži v hereckej rodine. Pôvodne študovala ekológiu, vo filme sa začala presadzovať v roku 1994. Prvú veľkú úlohu dostala v roku 1998 v úspešnej komédii Gérarda Piresa Taxi. V roku 2003 sa objavila v snímke slávneho Tima Burtona Veľká ryba a v roku 2009 si napríklad zahrala po boku Johnnyho Deppa v snímke Verejní nepriatelia. Režisér Christopher Nolan ju zase obsadil do filmov Návrat temného rytiera aj Počiatok.

Cotillard sa objavuje aj v reklame, už niekoľko rokov je jednou z kľúčových tvárí francúzskej značky Dior. Jej manželom je francúzsky herec a režisér Guillaume Canet, s ktorým majú jedného syna.