Dopo l’esordio cinematografico nel 1964 con Non tutti ce l’hanno di Richard Lester (Palma d’Oro a Cannes), cui segue nel 1966 Georgy, svegliati, la sua carriera si sviluppa parallelamente in Gran Bretagna, Francia e Italia: qui in particolare, tra la fine degli anni 60 e la prima metà dei 70, lavora con autori come Luchino Visconti (La caduta degli Dei, 1969), Giuliano Montaldo (Giordano Bruno, 1973) e Liliana Cavani (Il portiere di notte, 1974). In seguito, negli Stati Uniti, è al fianco di Robert Mitchum in Marl...visualizza tuttolowe, il poliziotto privato di Dick Richards (1975), di Woody Allen in Stardust Memories (1980) e di Paul Newman in Il Verdetto di Sidney Lumet (1982). Tra i molti titoli della sua lunga filmografia ricordiamo almeno Max amore mio di Nagisa Oshima (1986), Angel Heart - Ascensore per l'inferno di Alan Parker (1987), Le ali dell’amore di Iain Softley (1997), Due volte lei - Lemming di Dominik Moll (2005), Verso il sud di Laurent Cantet (2005), Caotica Ana di Julio Medem (2007), e la lunga collaborazione con François Ozon, iniziata nel 2000 con Sotto la sabbia e proseguita con Swimming Pool (2003, European Film Award come Migliore attrice), Angel - La vita, il romanzo (2007) e Giovane e bella (2013). Tra i suoi film più recenti: La duchessa di Saul Dibb (2008) Perdona e dimentica di Todd Solondz (2009), Melancholia di Lars von Trier (2011), Treno di notte per Lisbona di Bille August (2013) e 45 anni di Andrew Haigh (2015), con cui ottiene numerosi premi internazionali tra cui l’Orso d’argento, l’European Film Award e la nomination all’Oscar come migliore attrice. Nel 2017 è la protagonista di HANNAH di Andrea Pallaoro.
