9 Ağustos 1976’da Beaumont, Fransa’da doğdu. 1999’da Tonie Marshall'ın Venüs Güzelleri adlı filmiyle tanındı.2000 yılında bu filmdeki performansı ile Fransız Akademisi'nden “Umut Veren Kadın Oyuncu” dalında ve eleştirmenlerden “Yılın Kadın Oyuncu Keşfi” ödüllerini kazandı. Yine bu filmle yönetmen Jean-Pierre Jeunet, Tautou'yu keşfedip “Amelie” filminde başrolü verdi. Beş dalda Oscar'a aday gösterilen film büyük sükse yaptı ve Amelie karakteri ile Tautou dünya çapında tanındı ve sevildi. Amelie karakteri bir fenomene, film ise bir klasiğe dönüştü. Adını aktris Audrey Hepburn’den alan başarılı oyuncu daha sonra ise Dirty Pretty Things , Kayıp Nişanlı, The Russian Dolls, The Da Vinci Code gibi filmlerde rol aldı.