Brigitte Fossey débute à l'âge de 5 ans dans le film Jeux interdits, de René Clément. Elle tourne ensuite, entre autres, avec Albicocco, Truffaut, Sautet, Pinoteau, Altman, dans Le Grand Meaulnes, L'homme qui aimait les femmes, Un mauvais fils, La Boum et Quintet avec Paul Newman. Elle joue aussi pour la télévision, notamment dans Les Gens de Mogador et Le Château des Oliviers. Au théâtre, elle interprète Molière, Marivaux, Tchekhov, Ionesco, Pinter, Prévert, Cocteau, etc.