Das künstlerische Interesse wird Juliette Binoche von ihren Eltern in die Wiege gelegt. Ihr Vater Jean-Marie Binoche ist Regisseur, Schauspieler und Bildhauer, ihre Mutter Schauspielerin und Lehrerin. So steht Juliette bereits als kleines Mädchen auf der Theaterbühne. 1985 spielt sie in dem Film "Maria und Joseph" eine kleine Nebenrolle. Nur ein Jahr später erhält die junge Schauspielerin bereits ihre erste Auszeichnung, den "Romy-Schneider-Preis".
Von da an kann sich Juliette Binoche kaum noch vor Filmangeboten und Nominierungen retten. Unter anderem spielt sie in "Die unerträgliche Leichtigkeit des Seins", "Die Liebenden von Pont-Neuf", "Verhängnis" und "Der englische Patient" mit. Für letzteren Film erhält die Schauspielerin 1997 ihre erste "Oscar"-Nominierung als beste Nebendarstellerin und darf den Goldjungen auch als strahlende Siegerin mit nach Hause nehmen.
2001 ist Juliette Binoche erneut für einen "Oscar" nominiert, diesmal allerdings in der Kategorie "Beste Hauptdarstellerin" für den Film "Chocolat – Ein kleiner Biss genügt" an der Seite von Johnny Depp. Doch ein zweiter "Academy Award" bleibt ihr dort verwehrt. Zahlreiche weitere Filme dreht die Schauspielerin in den Folgejahren und lernt im Film "Das Liebesdrama von Venedig", auch bekannt als "Eine leidenschaftliche Affäre", ihren zehn Jahre jüngeren Mann Benoit Magimel kennen. Bis 2003 ist das Paar liiert und hat eine gemeinsame Tochter. Aus einer anderen Beziehung bringt sie einen Sohn mit.
2012 spielt Juliette Binoche an der Seite von Robert Pattinson in dem Filmdrama "Cosmopolis" mit. Ein Jahr später dreht die Schauspielerin mit Pattinsons On/Off-Freundin Kristen Stewart den Streifen "Sils Maria".