Sophie Maupu – tak brzmiało jej oryginalne nazwisko – urodziła się i wychowała na przedmieściach Paryża. Ojciec był kierowcą tira, matka sprzedawczynią w sklepiku. Sophie wcześnie zaczęła żyć na własny rachunek. Miała 13 lat, kiedy od znajomych dowiedziała się, że reżyser Claude Pinoteau szuka nowych twarzy do filmu o nastolatkach.
Poszła na przesłuchanie i dostała rolę, a film „La Boum” („Prywatka”, 1980) odniósł wielki sukces we Francji i za granicą. Dwa lata później zagrała w „La Boum 2” – tym razem dostała Cezara (francuski odpowiednik Oscara) dla najbardziej obiecującej aktorki, po czym wprawiła wszystkich w osłupienie odważną decyzją o wykupieniu za okrągły milion franków kontraktu, który wiązał ją ze studiem Gaumont.
– Pieniądze musiałam pożyczyć, ale byłam gotowa zrobić wszystko, żeby odzyskać wolność – mówi aktorka. – Byłam własnością studia, ludzie z Gaumont decydowali o wszystkim. O tym, w czym mam grać, a w czym nie. To było nie do zniesienia.
W tym czasie poznała Andrzeja Żuławskiego – polskiego reżysera, który miał opinię wybitnego artysty, ale i skandalisty. Związek Marceau, wciąż jeszcze nastolatki, ze starszym o 26 lat artystą też miał posmak skandalu. Ponoć Sophie długo nie przyznawała się rodzicom do romansu z mężczyzną, który mógłby być jej ojcem. Tymczasem Żuławski na serio zajął się edukacją Marceau, podsuwał jej dobrą literaturę, obsadzał w swoich ambitnych artystycznie obrazach. Pierwsza była „Narwana miłość” (1985) na motywach „Idioty” Dostojewskiego, potem śmiałe obyczajowo „Moje noce są piękniejsze niż wasze dni” (1989).
Pod koniec lat 80. wróciła do komercyjnego kina – wystąpiła w kostiumowych „Szuanach” (1988), „Fanfanie” (1993) i „Córce D’Artagnana” (1994). Z powodzeniem próbowała też sił na deskach teatralnych. W 1995 roku urodził się syn Marceau i Żuławskiego – Vincent. W tym samym roku Sophie zadebiutowała po drugiej stronie kamery jako reżyserka krótkometrażowego „Świata na opak” i zagrała pierwszy raz po angielsku w „Braveheart: Waleczne serce” Mela Gibsona.