Seigner nació en París, Francia; su padre era un fotógrafo y su madre una periodista.2 Es la nieta del respetado actor de cine Louis Seigner (1903 - 1991) y su hermana es la afamada actriz Mathilde Seigner. También es la sobrina de Françoise Seigner.
Fue educada en un convento católico, y empezó a modelar a los catorce años de edad. Aprovechando su belleza obtuvo fama internacional como modelo profesional. Contrajo matrimonio con el director de cine polaco Roman Polanski en 1989. Tiene dos hijos llamados Morgane y Elvis.3 Su esposo ha dirigido varias películas en las que ella ha participado como Frantic, en la cual compartió escenario con Harrison Ford, después en Bitter Moon, y en La novena puerta junto a Johnny Depp.