Avant de se tourner vers le cinéma, Danielle Darrieux passe par le Conservatoire de musique. C'est à 14 ans seulement qu'elle interprète le rôle principal du film de Wilhelm Thiele, Le bal. Sa filmographie s'étoffe avant même sa majorité.
Henri Decoin tombe sous le charme et l'engage dans Le Domino vert avant de s'engager avec elle en 1935. Naturellement égérie d'Henri Decoin, Danielle Darrieux tourne de nombreux films sous sa direction (Mademoiselle ma mère, Abus de confiance, Premier rendez-vous). Ses prestations enchantent les Studios Universal qui lui font signer un contrat de 7 ans, mais sa carrière internationale n'est pas à la hauteur des attentes.
L'actrice se sépare d'Henri Decoin en 1941, mais elle tournera plus tard à nouveau sous sa direction (La Vérité sur Bébé Donge - 1951). Malgré l'Occupation, elle continue d'enchaîner les films tels que La Fausse Maitresse d'Andre Cayatte, 1942.
Au fil du temps, elle joue des femmes de plus en plus femmes, mûre et séduisante, élégante et libérée (Max Ophuls, La Ronde, Le Plaisir, Madame de.... Après avoir tourné pour des réalisateurs peu connus à l'époque, (Henri Verneuil, Gerard Oury, Claude Chabrol), Danièle Darrieux joue dans la comédie musicale Jacques Demy, Les Demoiselles de Rochefort.
Le temps passant, elle incarne la grand-mère modèle et fait de plus en plus d'apparitions à la télévision. Elle reste néanmoins présente sur grand, pour preuve, le succès de 8 femmes de François Ozon en 2002. En 2003, elle reçoit le molière de la comédienne pour son rôle dans Oscar et la dame rose.
En 2004, on la retrouve aux côtés de Nathalie Baye et Patrick Bruel dans Une vie à t'attendre, puis elle prête sa voix au film d'animation Persepolis (2007), où elle joue le rôle de la grand-mère de Marjane Satrapi, l'héroïne et scénariste. Cette même année, elle est à l'affiche de l'adaptation d'un roman d'Agatha Christie, L'heure zéro.
En 2009, elle remonte sur les planches aux côtés de Jean Piat dans La maison du Lac.
Téhéran 1978 : Marjane, huit ans, songe à l'avenir et se rêve en prophète sauvant le monde. Elle suit avec exaltation les évènements qui vont mener à la révolution et provoquer la chute du régime du Chah. Dans un contexte de plus en plus pénible (régime répressif, guerre en Irak) , sa langue bien pendue et ses positions rebelles deviennent problématiques. Ses parents décident alors de l'envoyer en Autriche pour la protéger. Adaptation de la célèbre bande dessinée, portrait de la société iranienne vue par une jeune fille et sa famille de Téhéran. Prix du jury au festival de Cannes 2007.