Elle débute au théâtre en 1972 dans la troupe de Daniel Benoin, pour qui elle jouera dans plusieurs spectacles. La même année, elle entre au Conservatoire et y restera jusqu'en 1975. Brigitte Catillon obtient ses premiers rôles au cinéma en 1977, grâce à Philippe Monnier
César de la meilleure actrice dans un second rôle pour sa performance dans Un coeur en hiver