Excellente comédienne, elle s'est montrée à son aise dans tous les genres, avec un égal bonheur, depuis les jeunes filles ingénues dans des comédies musicales « à la française », aux jeunes filles romantiques de drames historiques, la Marie Vetsera de Mayerling (1936) d’Anatole Litvak et la Catherine Yourevska de Katia (1938) de Maurice Tourneur, en passant par les mélodrames et les comédies pétillantes d’Henri Decoin dont Abus de confiance (1938), Retour à l'aube (1938), Battement de cœur (1939), Premier rendez-vous (1941), jusqu'aux sommets de sa carrière que représentent notamment Occupe-toi d'Amélie (1949) de Claude Autant-Lara, La Vérité sur Bébé Donge (1952) de Decoin et surtout les films de Max Ophüls. Après la bourgeoise de La Ronde, Ophüls lui fera jouer une prostituée dans Le Plaisir et enfin lui offrira son plus beau rôle dans Madame de...
La comédienne, bien des années avant Brigitte Bardot, va imposer les initiales de son prénom et de son nom : DD. Danielle Darrieux voit le jour en 1917 au sein d’une famille de mélomanes. Elle passe son enfance à Paris où elle devient élève au Conservatoire de musique (études de violoncelle). La mort prématurée de son père contraint sa mère à donner des leçons de chant pour subsister. Danielle en retire très tôt un goût prononcé pour la musique. Elle est dotée d’une voix menue mais juste et claire. Elle prend également des cours de violoncelle et de piano. C’est par l’intermédiaire du mari d’une élève de sa mère, Marie Serta, qu’elle apprend que deux producteurs, Delac et Vandal, recherchent une héroïne d'environ treize ou quatorze ans pour leur prochain film. Elle se présente et passe des essais aux studios d’Epinay qui se révèlent concluants. Elle débute à 14 ans pour un premier rôle dans Le Bal (1931) de Wilhelm Thiele et tout de suite, séduisant les producteurs par son allant et sa spontanéité, elle décroche un contrat de cinq ans.
Danielle Darrieux ne pensait pas initialement exercer le métier d'actrice, et n'a jamais pris de cours d'art dramatique. « Jeune première idéale » du cinéma français dans les années 1930, elle a connu un succès qui ne s'est jamais démenti. Elle a beaucoup tourné, évoluant discrètement avec les années. » Sa carrière commence avec des rôles de gamine facétieuse et fantasque aux côtés des plus grands acteurs populaires du cinéma français d'avant-guerre : Jean-Pierre Aumont, Henri Garat, Pierre Mingand et surtout Albert Préjean avec qui elle forme, en six films, le couple de charme des comédies musicales françaises des années 1930 (La crise est finie, Dédé, Quelle drôle de gosse...) Dès son premier film, elle chante et interprète, dans bon nombre de ses films (bien souvent dans des compositions de Georges Van Parys) des chansons populaires qui font la joie du public. La crise est finie, Un mauvais garçon, Une charade et Premier rendez-vous que la France entière fredonnera pendant des mois durant l’occupation. Durant cette période, elle a aussi tourné dans le film Mauvaise graine (1933), réalisé par un scénariste autrichien exilé, fuyant l’Allemagne nazie, Billy Wilder. Un film tourné dans les rues de Paris en décors naturels, « C’était une sorte de film d’avant-garde » dira Wilder. Elle devient en 1935, l'épouse du réalisateur Henri Decoin, rencontré un an plus tôt lors du tournage de L'Or dans la rue, il lui fait tourner des comédies charmantes qui, aujourd'hui encore, font la joie des cinéphiles : J'aime toutes les femmes, Le Domino vert, Mademoiselle ma mère...
On la surnomme alors, la fiancée de Paris et elle triomphe déjà au box-office. « Le succès, c’est un mystère, j’ai réussi peut-être parce que mon personnage n’était pas courant sur les écrans : je veux dire par là que je n’étais simplement qu’une jeune fille, alors que les autres gamines de quatorze ans jouaient déjà à la vamp. » Toujours en 1935, Anatole Litvak lui offre un rôle plus dramatique : dans Mayerling, elle interprète une fragile et touchante comtesse Marie Vetsera aux côtés de Charles Boyer, déjà star en Amérique du Nord. C'est une révélation : Danielle Darrieux se montre émouvante tout en restant spontanée et naturelle. Le film connaît un succès mondial qui lui ouvre les portes d’Hollywood. C'est la consécration internationale pour Danielle Darrieux qui signe un contrat de 7 ans avec les studios Universal. Accompagnée de son mari, elle s’embarque pour Hollywood et tourne son premier film américain en 1938, La Coqueluche de Paris avec Douglas Fairbanks Jr.. Nino Frank, journaliste, déclara : « Danielle Darrieux débute à Hollywood et elle le fait avec une grâce extrêmement nuancée, un charme dépourvu de timidité, un talent qui enchante parce qu’elle est à l’aise et ne le brandit pas comme un drapeau. »
Mais très vite Danielle Darrieux s’ennuie à Hollywood et préfère casser son contrat pour rentrer en France. Entre-temps, Danielle Darrieux a déjà tourné un film de Maurice Tourneur, Katia qui exploite le succès et la magie de Mayerling. Henri Decoin confirmera également le talent dramatique de Danielle Darrieux avec Abus de confiance et Retour à l'aube, et surtout, profitant de son expérience acquise aux États-Unis, il tourne un chef-d’œuvre digne des meilleures comédies américaines Battement de cœur, un autre triomphe. Danielle Darrieux déclare à propos de Henri Decoin : « ...J’ai toujours eu une absolue confiance en lui et je lui ai obéi en tout. Sans ses conseils, son flair et son appui, je serais sans aucun doute restée une jolie fille chantant et bêtifiant dans des productions mineures et j’aurais probablement quitté le métier assez rapidement. Il a su me mettre en valeur et me persuader que je pouvais jouer de grands rôles dramatiques. Il a même écrit pour moi, m’imposait ainsi dans un emploi où personne ne m’imaginait et ne me voulait. Il m’encourageait quand je perdais confiance ou quand je voulais abandonner. C’est à lui et à lui seul, que je dois d'être ce que je suis devenue. »
Les trois derniers films de Decoin sont des succès et Darrieux est l’une des vedettes les plus populaires du moment. « ...Le public plébiscite, ovationne Danielle Darrieux. Les femmes portent à son instar des cravates, des jupes souples, les cheveux ondulés et libres sur les épaules... N’est-elle pas (sondage de la Cinématographie française) la plus populaire des vedettes ? N’est-elle pas copiée par toutes les jeunes femmes et jeunes filles qui voudraient posséder son aisance, sa joyeuseté, son élégance jamais tapageuse, toujours dans le vent ? » Darrieux tourne un nouveau film avec Decoin, Coup de foudre mais la guerre est déclarée et le film interrompu restera inachevé. Divorcée d’Henri Decoin en 1941, avec qui elle aura toujours des relations amicales, Danielle accepte, la même année, de tourner dans Premier rendez-vous pour la Continental. « Comme j’avais - à l’instar de beaucoup de mes camarades - tourné en Allemagne avant la guerre, je n’avais pas une idée bien précise de ce que représentait cette compagnie. » Le film et la chanson-titre connaissent un succès énorme en cette époque des années sombres de la guerre où le public a besoin de divertissement.
Elle se remarie en 1942 avec Porfirio Rubirosa, rencontré dans le Midi de la France, ambassadeur de Saint-Domingue, il sera soupçonné d’espionnage contre l’Allemagne au point d’être interné en Allemagne. Alfred Greven, directeur de la Continental, fait subir des pressions à Danielle Darrieux au point d’exiger d’elle, si elle ne veut pas que « la personne qui lui était chère eût de gros ennuis », de tourner deux autres films Caprices et La Fausse maîtresse pour la compagnie. Elle fit également partie du tristement célèbre voyage à Berlin en 1942 en compagnie d’autres acteurs français sous contrat avec la Continental dont Albert Préjean, René Dary, Suzy Delair et Viviane Romance. Dans un documentaire diffusé sur ARTE au début des années 1990, elle déclarait qu’elle n'était partie en Allemagne, qu'après un accord avec les Allemands, en ayant l'assurance de rencontrer son mari Porfirio Rubirosa qui y était incarcéré. Une fois son mari libéré, Danielle rompt son contrat avec la Continental et passe la fin de la guerre en résidence surveillée à Megève puis, sous un faux nom, dans la région parisienne. Elle ne fut que peu inquiétée à la Libération... Contrairement à Arletty qui, bien qu'elle n'ait jamais accepté de travailler pour la Continental, paiera de sa carrière la liaison sincère qu’elle eut avec un officier allemand.
Après trois années d’interruption, Danielle Darrieux revient à l’écran décidée à tourner la page aux rôles de jeunes filles écervelées de ses débuts. Après quelques années un peu grises, elle se remarie une troisième et dernière fois avec Georges Mitsinkidès en 1948, et commence pour elle une seconde carrière encore plus brillante que la première. Après quelques films mineurs, Jean Cocteau, pour laquelle il envisagea quelques années plus tôt d’adapter La Princesse de Clèves, fait appel à elle pour interpréter la reine d’Espagne dans Ruy Blas (1948) de Pierre Billon avec Jean Marais. Mais c’est Claude Autant-Lara qui, l’employant différemment, lui donne l’occasion de renouer avec le succès avec trois films, un truculent vaudeville Occupe-toi d'Amélie (1949), où elle joue une femme entretenue de la Belle Époque, dans Le Bon Dieu sans confession (1953) où rouée et ambiguë elle interprète la garce assumée et Le Rouge et le Noir. À nouveau, Henri Decoin la sollicite et l’impose dans un rôle très noir La Vérité sur Bébé Donge (1952) avec Jean Gabin. Elle est sublime dans ce rôle, un de ses meilleurs, d’une épouse aimante et bafouée qui devient une meurtrière statufiée. Elle fera deux autres films avec Decoin, un polar Bonnes à tuer et un film historique, L'Affaire des poisons où elle incarne Madame de Montespan.
Dans les années 1950, elle retrouve Hollywood pour quelques films. Elle chante et danse dans une comédie musicale aux côtés de Jane Powell dans Riche, jeune et jolie. Elle est choisie par Joseph Mankiewicz pour incarner la comtesse Anna Slaviska dans L'Affaire Cicéron avec James Mason, elle joue également la mère de Richard Burton (pourtant son cadet de 7 ans seulement) dans Alexandre le Grand (1956) de Robert Rossen. Danielle Darrieux est au sommet de sa beauté et de son talent, elle triomphe aussi bien à l'écran qu'à la scène. Un grand directeur d’actrices va exploiter son admirable talent de tragédienne et revenu de son exil américain, Max Ophüls fait de Darrieux, au début des années 1950, son égérie. Danielle Darrieux n’a jamais été aussi belle que dans les films de ce « magicien » comme elle le nommera. Elle tourne dans trois chefs-d’œuvre : La Ronde (1951) où elle incarne une épouse infidèle que ni son mari ni son amant ne parviennent à satisfaire ; Le Plaisir (1952) la transfigure, sous le soleil de Normandie, en putain respectueuse touchée par la grâce ; et surtout Madame de... Chef-d’œuvre absolu qui commence comme une comédie légère et sombre dans le drame. Danielle Darrieux y fait une création digne de Dietrich et Garbo. Madame de... : « … une femme prise au piège des passions, oiseau qui se croyait volage et se trouve tout à coup captif, masque mondain qui recèle une âme inquiète, corps d’apparat où le cœur va exercer ses terribles ravages. »
Karl Guérin écrira sur cette collaboration : « ...de La Ronde au Plaisir, du Plaisir à Madame de... , les personnages interprétés par Danielle Darrieux découvrent la réalité du masque social dont ils finissent par être les victimes. Errant au milieu de tous les bonheurs possibles et jamais réalisés, celle qui fut la plus célèbre ingénue du cinéma français semble de film en film découvrir avec naïveté et étonnement l’univers des sensations et des passions. Parvenir à animer d’un frémissement ce visage et ce corps si ordinairement élégants, parvenir à attirer à la lumière du jour un peu de la femme dissimulée derrière l’image frivole et rassurante chère à l’actrice : voilà l’indice d’un certain plaisir ophulsien dont Danielle Darrieux fut plus que tout autre la victime consentante. » Elle tourne aussi avec les plus grands acteurs de l’époque Jean Gabin, Jean Marais, Jeanne Moreau, Bourvil, Fernandel, Louis de Funès, Alain Delon, Jean-Claude Brialy, Michèle Morgan, Michel Piccoli... Elle donne également la réplique à Gérard Philipe dans deux adaptations de classiques de la littérature, en amoureuse éplorée dans Le Rouge et le Noir (1954) de Claude Autant-Lara d’après Stendhal et en femme d’affaires mêlant autorité et séduction dans Pot-Bouille (1957) de Julien Duvivier d’après Zola, deux énormes succès. Devenue son actrice préférée, Duvivier la retrouve et l’entoure d’une pléiade d’acteur comme Paul Meurisse, Lino Ventura, Serge Reggiani, Bernard Blier... dans un huis clos dramatique, Marie-Octobre (1959). Elle tournera encore avec Marcel L'Herbier, Sacha Guitry, Christian-Jaque, Marc Allégret, Henri Verneuil...
Désormais, dans les années 1960, le temps est aux rencontres avec des cinéastes qui sont, avant tout, ses admirateurs. La nouvelle vague la fait tourner, Claude Chabrol dans Landru (1962) et Jacques Demy dans Les Demoiselles de Rochefort (1967). Elle reste dans cette comédie musicale, la seule comédienne non doublée au chant. Parallèlement, le théâtre la rattrape. Après avoir fait ses débuts en 1937 dans une pièce d’Henri Decoin Jeux Dangereux et quelques pièces au cours des deux décennies suivantes (Sérénade à trois de Noel Coward, Faisons un rêve de Sacha Guitry...), Françoise Sagan, scénariste du Landru de Chabrol, lui offre un rôle en or en 1963, La Robe mauve de Valentine qui est un immense succès. Dominique Delouche jeune cinéaste, la sollicite pour deux films, Vingt-quatre Heures de la vie d'une femme (1967), un film que Max Ophüls rêvait déjà de tourner avec Danielle Darrieux et Divine (1975), une comédie musicale.
Jacques Demy reprend le projet d’un film abandonné sept ans plus tôt, Une chambre en ville. Apprenant cela, Danielle Darrieux contacte le réalisateur, démarche qu’elle n’avait jamais entreprise pour aucun film, en espérant interpréter la Baronne Margot Langlois prévue auparavant pour Simone Signoret. Demy, qui s’était toujours promis de retrouver l’actrice, n’osait pas la solliciter pour incarner le rôle d’une alcoolique. Danielle effectue un magistral retour pour ce film, un drame social entièrement chanté (seule Danielle Darrieux et Fabienne Guyon chantent avec leur propre voix), qui fut encensé par la critique mais connu un échec public. À Jacques Demy, en 1982, elle a précisé : « Je suis un instrument, il faut savoir jouer de moi, alors on sait en jouer ou on ne sait pas. » « Un instrument, oui, rétorquera Demy, mais un Stradivarius. »
À son tour, Paul Vecchiali, qui admire la comédienne depuis son enfance et souhaite la diriger depuis longtemps, parvient également à concrétiser son rêve grâce à En haut des marches (1983). Elle y incarne le premier rôle d’une institutrice, très proche de la propre mère du cinéaste, qui revient à Toulon quinze ans après la guerre et affronte les souvenirs liés à la mort de son mari, accusé de collaboration et assassiné à la Libération. Elle y chante trois chansons. Danielle Darrieux avait déjà fait une apparition dans son premier film Les Petits drames et le retrouvera plus tard dans un téléfilm de 1988 avec Annie Girardot, Le Front dans les nuages. André Téchiné, après un projet avorté Les Mots pour le dire, parvient à réunir Catherine Deneuve et Danielle Darrieux dans Le Lieu du crime (1986). Par la suite Benoît Jacquot lui donne le rôle d'une vieille excentrique qui veut venger la mort de son amie dans Corps et biens, Claude Sautet la hisse en directrice d’une chaîne de magasins, mère de Daniel Auteuil dans Quelques jours avec moi, elle retrouve deux amies complices de toujours, Micheline Presle et Paulette Dubost, dans le truculent Le Jour des rois.
Danielle redouble d’activité dans les années 2000, outre le succès au théâtre avec Oscar et la dame rose, François Ozon lui fait tourner son 99e film, qui marque ses soixante-dix ans de carrière, et en fait l'une des suspectes de 8 Femmes. Mère de Catherine Deneuve pour la troisième fois, elle y chante le poème d'Aragon mis en musique par Georges Brassens, « Il n'y a pas d'amour heureux ». En 2006, Danielle Darrieux joue un premier rôle dans Nouvelle chance d'Anne Fontaine aux côtés d'Arielle Dombasle et à 90 ans elle est la victime du film L'Heure zéro adaptation d’un roman d’Agatha Christie. En 2008, elle prévoit de remonter une dernière fois sur scène pour jouer La Maison du lac au côté de Jean Piat mais une chute lors des dernières répétitions l'amène à renoncer à ce projet. En 2009, à 92 ans, elle accepte de tourner dans le nouveau film de Denys Granier-Deferre intitulé Une pièce montée au côté de Jean-Pierre Marielle.
Elle fit aussi un tour de chant en 1967. À partir des années 1970, Danielle Darrieux partage équitablement sa carrière entre théâtre, télévision et cinéma. Une de ses fiertés théâtrale est d’avoir joué et chanté en anglais à Broadway en 1970, dans la comédie musicale Coco interprétant le rôle de Coco Chanel qui avait été joué auparavant par son idole Katharine Hepburn. Elle fit l’unanimité de la critique new-yorkaise, pourtant réputée pour sa férocité, qui salua sa performance. « ...Je reprenais le rôle de Coco Chanel, que Katharine Hepburn, mon idole, avait tenu durant sept mois… C’est la seule personne à qui j’ai demandé un autographe. Je l’adorais. À mes yeux, il n’y avait personne de plus talentueux qu’elle. Dès mon arrivée à New York, elle a été adorable. Elle m’a emmenée dîner chez elle et m’a offert deux tailleurs Chanel. « Je ne m’habille jamais comme ça », m’a-t-elle expliqué. « Moi non plus ! », lui ai-je répondu. On était parfaites pour ce rôle toutes les deux ! »
Elle est chevalier de la Légion d'honneur et officier des Arts et des Lettres. Elle a reçu en 1955, 1957, 1958 la Victoire de la meilleure comédienne du cinéma français. Elle est également lauréate d'un César d'honneur reçu en 1985, d'un Molière d'honneur décerné en 1997 et en 2003 d'un Molière de la Meilleure comédienne dans Oscar et la dame rose ainsi qu'un Sept d'or en 1995 comme Meilleure comédienne pour Jalna et un Globe de Cristal d'honneur en 2010. Un hommage lui a été rendu à la Cinémathèque française à Paris du 7 janvier au 2 mars 2009, avec une programmation spéciale de plus de 90 films de sa filmographie. Un autre hommage lui a été rendu par Michel Drucker dans l'émission Vivement dimanche enregistrée le 24 février 2010, au cours de laquelle elle était entourée d'amis tels que Paulette Dubost et Charles Aznavour.