Audrey Tautou wurde am 9. August 1976 in Beaumont geboren und erhielt ihren Namen zu Ehren der Schauspielerin Audrey Hepburn. Ihr Vater ist Bernard Tautou, Zahnarzt, ihre Mutter ist Evelyne Nuret, Lehrerin. Als Audrey das Lycée abschloss, bezahlten ihre Eltern ihr einen zweiwöchigen Kurs an der Pariser Schauspielschule „Cours Florent“.

Audrey schloss die Musikschule in den Fächern Klavier und Oboe ab. Sie beherrscht Deutsch und Italienisch und spricht gut Englisch.

Nachdem sie die Schauspielkurse besucht hatte, beschloss Audrey endgültig, ihr Leben dem Theater und dem Kino zu widmen. Nach ihrem Umzug nach Paris studierte sie, arbeitete als Sekretärin und spielte in einer Fernsehserie auf dem Sender TF1 über die Detektivin Julie Lescaut.

Ihre erste Rolle spielte Audrey Tautou in dem Fernsehfilm „Das Herz des Ziels“ (1996), danach übernahm sie mehrere kleine Rollen in Fernsehfilmen und Fernsehserien.