Pe numele sau real Francoise Sorya Dreyfus, Anouk Aimee s-a nascut pe 27 aprilie 1932 la Paris; parintii erau actori: Genevieve Sorya si Henry Murray. A inceput cariera artistica la 14 ani cand si-a adoptat si numele de scena dupa personajul jucat de ea in filmul de debut "Maison sur la Mer".
In 1967 a obtinut "Globul de aur" pentru cea mai buna actrita si a fost nominalizata la "Oscar" pentru rolul din filmul ce i-a adus faima internationala: "Un barbat si o femeie" regizat de Claude Lelouch, avand ca partener pe Jean-Louis Trintignant.
In 1980 a obtinut premiul pentru cea mai buna actrita la festivalul de la Cannes pentru interpretarea din "Marco Bellochio". A fost casatorita de patru ori: intre 1949 si 1950 cu Edouard Zimmerman, intre 1951 si 1954 cu Nikos Papatakis cu care are o fata Manuela (nascuta in 1952), intre 1966 si 1969 cu actorul Pierre Barouh si intre 1970 si 1976 cu actorul Albert Finney.
A fost aleasa de revista "Empire" ca fiind una din cele mai sexy 100 de stele din istoria filmului.
Fiica lui Henry Murray (născut Henri Dreyfus, într-o familie evreiască din Alsacia) și Geneviève Sorya (născută Geneviève Marie Thérèse Durand), a fost trimisă de părinți la Barbezieux-Saint-Hilaire. A luat cursuri de dans la „Opéra de Marseille”. În anii 1950, a luat câteva lecții de dans și actorie de la Andrée Bauer-Thérond. Numele de „Anouk” l-a folosit după ce a interpretat un personaj cu acest nume în filmul ei de debut, La maison sous la mer (1947) de Henri Calef. Prenumele „Aimée” i-a fost dat de prietenul ei, Jacques Prévert, care a scris scenariile pentru La fleur de l'âge (1947), The Lovers of Verona (1949). Prin Prévert și prietenul său, Alexandre Trauner, la 17 ani, ea a cunoscut câteva figuri ale lumii artistice. În plan personal, la 17 ani, a avut o aventură cu actorul Serge Reggiani din filmul The Lovers of Verona. A fost căsătorită cu Edouard Zimmermann (1949-1950; au divorțat); cu Nikos Papatakis (1951-1955, au o fiică, Manuella Papatakis, născută la 15.09.1951). Regizorul Claude Lelouch s-a îndrăgostit de Aimée în timpul filmărilor pentru Un bărbat și o femeie, dar ea s-a căsătorit cu Pierre Barouh (1966-1969; au divorțat). A fost măritată cu Albert Finney (1970-1978; au divorțat; fosta mamă vitregă a lui Simon Finney; relația cu Albert s-a încheiat când s-a îndrăgostit de actorul Ryan O'Neal). A avut relații cu actorii Warren Beatty, Omar Sharif. Anouk a câștigat în 1961 „Étoile de cristal” pentru cea mai bună actriță pentru performanța ei din La Dolce Vita. A câștigat un Glob de Aur și un premiu BAFTA pentru un rol în limba franceză (Un bărbat și o femeie). A câștigat în 2009 „Prix Henri-Langlois” pentru activitatea ei cinematografică. A jucat în filme, precum: La maison sous la mer (1947), Les mauvaises rencontres (1955), Mademoiselle (1966, rolul ei a fost scris de prietenul de familie, Jean Genet), Un salt în întuneric (1980), Generalul armatei moarte (1983), Viva la vie (1984), Succesul este cea mai bună răzbunare (1984), L'amour maudit (1991), Rupture(s) (1993), O sută și una de nopți (1995). A fost prietenă cu scriitorul Julien Green, care a ales-o pentru rolul Reginei în producția de scenă „Sud” și, mai târziu, pentru rolul principal în Adrienne Mesurat (1953). A revenit pe scenă în 1990, după o absență de 37 de ani, pentru a juca rolul Alexa (Melissa) în „Love Letters” de Lars Schmidt, care a asistat la debutul ei pe scenă în „Sud” și s-a gândit la ea pentru rol. A reluat rolul de mai multe ori, alături de diferiți parteneri, printre care Jean-Louis Trintignant, Phillipe Noiret, Alain Delon, Gerard Depardieu. Cu regizorul Élie Chouraqui a lucrat pentru Mon premier amour (1978), Une page d'amour (1980), Qu'est-ce qui fait courir David? (1982), Les marmottes (1993) și Celle que j'aime (2009).
