Attrice. Figlia di un dentista e di una insegnate è cresciuta a Montluçon. Finito il liceo, i genitori le regalano l'iscrizione ad uno stage estivo al Cours Florent, la famosa scuola di recitazione di Parigi. Nel 1998 partecipa con successo alle selezioni "Jeunes Premiers" di Canal+ e vince il premio come miglior attrice al 9° Festival du jeune Comédien de Cinéma di Béziers. Dopo essere apparsa in alcune produzioni televisive nel 1999 esordisce sul grande schermo in "Sciampiste & Co." di Tonie Marshall, grazie al quale vince il premio César come miglior attrice esordiente. Nel 2001 raggiunge il successo internazionale con il ruolo della protagonista nel film diretto da Jean-Pierre Jeunet "Il favoloso mondo di Amélie". Ha una laurea breve in Lettere moderne, ha studiato oboe e pianoforte (da adolescente suonava nell'orchestra giovanile di Auvergne) e ama fare viaggi avventurosi.