Marceau logró repercusión internacional por su participación en producciones como Braveheart (1995), Firelight (1997) y la película del agente secreto James Bond The World Is Not Enough (1999).
[4] En 1981, Marceau hizo su debut como cantante al lado de François Valéry en la canción "Dream in Blue", escrita por Pierre Delanoë.
En 1982, a los quince años, Marceau renovó su contrato con Gaumont por un millón de francos.
A los dieciséis años interpretó un papel más serio en la cinta Fort Saganne (1984) en la que compartió protagonismo con Gérard Depardieu y Catherine Deneuve.
Al ser descubierto, este montará toda una farsa para hacer pasar a Julie como su hija.
Apareció luego en Chouans (1987), una novela épica; y en L'Étudiante (1988), cinta que narra la vida como estudiante universitaria de Valentine.
[1] La primera gran aparición de Sophie Marceau fuera del cine francés ocurrió en la exitosa y oscarizada película Braveheart (1995), junto a Mel Gibson, lo cual aumentó su fama como estrella de cine y representó su primer éxito en América.
A esta le siguieron grandes producciones como Anna Karenina (1997), filmada en Rusia.
Su regreso al cine francés se dio con la costosa producción de Vera Velmont Marquise (1997), filme que causó polémica debido a las declaraciones de Marceau, afirmando que "había vivido un infierno" durante su rodaje.
También dirigió La disparue de Deauville (2007), filme protagonizado con el actor Christopher Lambert.
[11] Entre 1985 y 2001, Marceau mantuvo una relación con el director Andrzej Żuławski, habiendo participado en varias de sus películas.
En 2001 se separó de Żuławski y empezó una relación con el productor Jim Lemley.