Passata dalla recitazione direttamente dietro la macchina da presa, nei suoi film mette in scena la complessità dell'universo femminile e la fragilità delle relazioni.

Dal palcoscenico alla sceneggiatura
Catherine passa la sua infanzia nella cittadina di Seine-et-Marne; la sua passione per il cinema nasce in lei da adolescente, quando degli amici le consigliano di vedere alcuni film della Nouvelle Vague. Godard resta sempre un suo punto di riferimento, ma ama anche Wim Wenders e Lars von Trier; inizialmente però il suo sogno è quello di diventare un'attrice. Per realizzarlo, a 18 anni si trasferisce a Parigi dove frequenta corsi di recitazione e laboratori; studiando cinema, però, si appassiona sempre di più alla scrittura e alla messa in scena, e comincia a lavorare come sceneggiatrice, realizzando alcuni cortometraggi e lavorando per il teatro.

Autrice emergente
Esordisce nel lungometraggio nel 1988 con Poker, un film dai toni virati al noir di cui firma anche la sceneggiatura, come succederà per tutti i suoi lavori successivi; in seguito si fa notare come regista televisiva realizzando il film Interdit d'amour. La sua opera seconda, Les Amoureux, è incentrata sulla relazione complessa tra un fratello e una sorella e viene presentato al festival di Cannes nel 1994, permettendo alla Corsini di farsi conoscere dalla critica. Nel 1999 firma un film dai toni più leggeri, La Nouvelle Eve - Una relazione al femminile: ancora una storia di donne, ma raccontata nei registri della commedia, che si rivela in Francia un successo a sorpresa.

La regista delle donne
I personaggi femminili, fragili ma coraggiosi, complessi e appassionati, sono il cuore pulsante dei film della Corsini; nel 2001 è nuovamente a Cannes con La Répétition, storia d'amicizia tra donne con protagonista una splendida Emmanuelle Béart. In seguito ritorna alla commedia, nel 2003, con Mariées mais pas trop, con Jane Birkin: nel 2006 scrive e dirige un film tratto dalla sua autobiografia, la favola crudele Les Ambitieux. L'amante inglese, del 2009, rappresenta un altro tassello del suo mosaico al femminile, con un personaggio (affidato all'intensa Kristin Scott Thomas) disposto a rinunciare a ogni cosa pur di vivere il suo amore.
Tra i suoi film più recenti troviamo invece La bella stagione (2015), Un amour impossible (2018) e Parigi, tutto in una notte (2021). Due anni dopo presenta al Festival di Cannes Le retour.