Corrine Marchand begann ihre Karriere als Sängerin in Nachtclubs, Operetten und Revuen. Parallel dazu war sie ein erfolgreiches Fotomodell und gab schließlich ihr Filmdebüt als orientalische Tänzerin in „Cadet Rousselle“ (1954). Nach einigen Jahren in kleineren Rollen gelang ihr der große Durchbruch als melancholische, nachdenkliche Titelheldin in Agnès Vardas „Cléo von 5 bis 7“ (1962). In der Rolle der schönen, eitlen und abergläubischen Pariser Popsängerin Cléo Victoire, die sich mit ihrer Sterblichkeit auseinandersetzt, war Marchand die Idealbesetzung und lieferte eine Performance ab, die bis heute als ikonisch im französischen Nouvelle Vague-Kino der 1960er-Jahre gilt. „Cléo“ wurde zudem durch Marchands charmante Interpretation von Michel Legrands „Sans Toi“, „La Joyeuse“ und „La Menteuse“ bereichert. Trotz bedeutender Hauptrollen in internationalen und französischen Produktionen wie „Nunca pasa nada“ (1963), „Die Stunde der Wahrheit“ (1965), „Die Sultane“ (1966), dem Italo-Western „Der Mann aus dem Nirgendwo“ (1966), dem düsteren Charles-Bronson-Thriller „Rider on the Rain“ (1970) und dem turbulenten Gangsterdrama „Borsalino“ (1970) erhielt die Schauspielerin nie wieder eine vergleichbare Rolle.

Neben ihrer Schauspielkarriere baute Marchand nach ihrem Abschluss an der Imkerschule Charenton ein lukratives Nebengeschäft als Imkerin auf.