C'est d'un père ingénieur et d'une mère au foyer que naît à Paris Carole Bouquet. La jeune fille se découvre des dons et un intérêt certain pour la comédie tandis qu'elle effectue sa scolarité chez les Dominicaines, à Mortefontaine. Précoce, elle décroche son bac à 15 ans, puis s'inscrit en parallèle en philo à la Sorbonne, et au Conservatoire, où elle suit les enseignements du grand professeur Antoine Vitez. Elle en sera néanmoins renvoyée à deux reprises...

En 1976, elle tourne dans un feuilleton télé, "La famille cigale" avant d'être choisie, à tout juste 17 ans, par un Luis Buñuel bien inspiré qui en fait Cet obscur objet du désir, à parts égales avec la comédienne espagnole Angela Molina. Un film gigogne superbe et déroutant, qui lance la toute jeune comédienne dont on loue déjà l'immense beauté. Après un petit film allemand, Bertrand Blier lui propose, lors d'un voyage à New York, de jouer le rôle d'une austère femme qui ne serait autre que la Mort, dans Buffet froid.

Elle est également l'égérie de la marque Chanel et incarne alors l'image du parfum No 5.

Notre Carole Bouquet fait partie de cette longue liste de James Bond Girls. Il incarnera Melina Havelock dans Rien que pour vos yeux, en 1981. Ce 12ème James Bond a pour acteur principal Roger Moore.