Carole Bouquet est née le 18 août 1957 à Neuilly-sur-Seine, France. A la sortie d'un lycée religieux, elle s'inscrit à la Sorbonne mais laisse tomber au bout de quelques jours. Fermement décidée à s'essayer à la carrière de comédienne, elle suit les cours du Conservatoire supérieur d'art dramatique à Paris. Elle aurait dû y rester trois années, mais un an après seulement, en 1977, elle obtient le rôle principal d'un film aujourd'hui considéré comme un classique, Cet obscur objet du désir, de Bunuel. Le film est nominé aux Césars, et Carole Bouquet est acclamée de part et d'autre de l'Atlantique.
Après avoir passé quelques mois à New York pour perfectionner son anglais, elle revient à Paris pour faire du théâtre. Elle joue également dans le film de Bertrand Blier, Buffet froid, réalisateur qu'elle retrouvera plus tard pour Trop belle pour toi, en 1989, et pour lequel elle obtient le César de la Meilleure Actrice. Après son interprétation de Melina Havelock dans Rien que pour vos yeux, elle continue une carrière internationale avec A Business Affair (1994), Lucie Aubrac (1997) et Un pont entre deux rives (1999).
Carole Bouquet signe également un contrat avec Chanel et partage son temps entre sa carrière d'actrice, celle de mannequin et l'Association Enfance et Partage.