Née à Paris, Claire Denis retourne à l'âge de deux mois en Afrique. Elle y grandit et fait sa scolarité primaire dans les écoles mixtes. Atteinte de poliomyélite vers l'âge de 12 ans, elle rentre en France pour se faire soigner et poursuit sa scolarité au lycée de Saint-Germain-en-Laye ; c'est là, auprès d'un professeur d'histoire cinéphile, qu'elle découvre le cinéma d'auteur, en particulier japonais. Elle retourne en Afrique travailler à Télé Niger où elle réalise des films d'animation, puis revient à nouveau en France où elle est employée par le service « Recherche » de l'ORTF. Claire Denis sort diplômée de l'IDHEC en 1972. Après ses études, Claire Denis devient assistante réalisatrice. De grands réalisateurs marqueront ses débuts (Wim Wenders, Robert Enrico, Jacques Rivette, Jim Jarmusch, Jean-François Stévenin). Elle rencontre également Agnès Godard, alors assistante caméra du chef opérateur de Wenders, qui l'accompagnera comme directrice de la photographie tout au long de sa carrière. Poussée par ces expériences, Claire Denis écrit et réalise son premier long métrage, Chocolat, en 1988, un film très autobiographique, marqué notamment par son enfance au Cameroun. Suivront de nombreux films d'auteur, souvent attachés à la description du désir et de l'amour dans toute sa violence. Par envie d'utiliser les musiques qu'elle écoutait adolescente, elle accepte en 1994 la proposition d'Arte de réaliser un téléfilm pour la collection Tous les garçons et les filles de leur âge : US Go Home. Elle y découvre celui qui deviendra un de ses acteurs fétiches, Grégoire Colin, ainsi que la jeune Alice Houri. Alors qu'elle a en projet une adaptation de livre après ce téléfilm, elle décide de refaire un film avec eux, car elle sort du tournage avec « l'impression de les avoir à peine découverts17. » Elle leur fait donc à nouveau jouer un couple frère-sœur dans Nénette et Boni. Ce thème lui tient à cœur, notamment parce qu'elle a un frère plus jeune et qu'elle voit ces relations comme un amour franc où « on ne se doit rien » et où n'existe pas l'angoisse de la séparation comme dans la relation amoureuse. Claire Denis a aussi réalisé des documentaires.