Née le 25 octobre 1931 à Paris, Annie Suzanne Girardot suit les cours du Conservatoire et entre à la Comédie Française en 1954. Elle commence sa carrière à l'écran dès 1955, et se fait remarquer en 1960 dans Rocco et ses frères de Luchino Visconti, dont elle partage la vedette avec Alain Delon.

DR.Sa gouaille et son charme font des étincelles dans bon nombre de films français et italiens des années 60 (elle tourne plusieurs fois pour Visconti et Marco Ferreri), et continue à faire recette lorsqu'elle prend de la bouteille : en 1970 et 1972, elle est dirigée par Michel Audiard dans le diptyque "Elle drague pas, (etc.)", puis elle apparaît dans La Gifle de Claude Pinoteau, fait face à Louis De Funès dans La Zizanie et à Philippe Noiret dans Tendre Poulet.
Elle se fait plus discrète dans les années 80-90, et va même jusqu'à se commettre dans les horreurs que sont Les Bidochon (1996) et le film de Patrick Sébastien T'aime (2000). En 2001, La Pianiste de Michael Haneke, où elle joue avec Isabelle Huppert, relève sérieusement sa cote. Elle retrouve le réalisateur en 2005 pour Caché.
Nommée quatre fois aux Césars, elle en remporte trois : celui de la meilleure actrice en 1977 pour Docteur Françoise Gailland, et celui de la meilleure actrice secondaire en 1995 pour Les Misérables de Claude Lelouch, et en 2001 pour La Pianiste.
Elle a été mariée à l'acteur Renato Salvatori de 1962 à sa mort en 1988, et a eu une fille avec lui en 1962.
Elle est morte le 28 février 2011 à l'âge de 79 ans, après quatre ans passés loin des écrans pour cause de maladie d'Alzheimer.

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