FRANÇOISE LEBRUN tuvo al principio la aspiración inicial de de convertirse en directora de cine.

    
    Con este propósito, estudió en Sciences Po y escribió artículos para las revistas IMAGE ET SON y luego COMMUNICATION, dirigida por el célebre sociólogo Roland Barthes.
  A través de esta actividad, conoció en el Festival de Cine de Evian de 1964 a Jean Eustache, que presentaba su cortometraje LES MAUVAISES FRÉQUENTATIONS. Lebrun se convirtió en su compañera y ayudante hasta su separación a comienzos de los años setenta.
  El director, que se quitó la vida en 1981, le ofreció su primer gran papel en 1973 en LA MAMAN ET LA PUTAIN. En este drama aclamado por la crítica (ganador del Gran Premio Especial del Jurado en el Festival de Cannes en 1973 y considerado aún hoy una obra de culto), interpreta a Veronika, la amante del protagonista Alexandre (Jean-Pierre Léaud), a quien conoce en la calle.
  Aunque aparentemente discreta, ella oculta una gran libertad moral.
Tras este papel, Françoise Lebrun trabajó con directores prestigiosos como André Téchiné (RECUERDOS DE NUESTRA FRANCIA), Michèle Rosier (MON COEUR EST ROUGE), Charlotte Dubreuil (MA CHÉRIE) y, sobre todo, Paul Vecchiali (EN HAUT DES MARCHES, TROUS DE MÉMOIRE, À VOT’ BON COEUR, … ET TREMBLE D’ÊTRE HEUREUX). Al mismo tiempo, desarrolló una sólida carrera teatral con obras como LE DÉFI de Jean-Claude Perrin, REMAGEN de Jacques Lassalle o LA FUITE EN ÉGYPTE de Bruno Bayen.
  Durante la década de 1990, Françoise Lebrun mantuvo un perfil más discreto en el cine, aunque apareció en comedias como PULLMAN PARADIS, de Michèle Rosier; POUR RIRE !, de Lucas Belvaux; y ON A TRÈS PEU D’AMIS, de Sylvain Monod.
  Trabajó siete años en el TNS (Théâtre National de Strasbourg), publicó tres libros con la editorial Lafont (LE LIVRE DE NOËL, LE LIVRE DE PÂTES y LE LIVRE DE L’ANNIVERSAIRE) y lanzó para Casterman la colección infantil LES ENFANTS DANS L’HISTOIRE, para la que realizó cuatro volúmenes.
  En los años 2000 volvió a estar más activa, con apariciones a veces breves pero memorables, en películas como MALRAUX, TU M’ÉTONNES!, CLANDESTINO, FRAGMENTS SUR LA GRÂCE, IL SERA UNE FOIS, LA ESCAFANDRA Y LA MARIPOSA, LA CLEF, SÉRAPHINE, DEMAIN DÈS L’AUBE y TODA LA CULPA ES DE MI MADRE.
  Su carrera continuó expandiéndose en la década de 2010. Tras el telefilme COMME UNE MÈRE, volvió a colaborar con Guillaume Nicloux en HOLIDAY, L’AFFAIRE GORDJI, HISTOIRE D’UNE COHABITATION, LA RELIGIOSA, EL SECUESTRO DE MICHEL HOUELLEBECq y THALASSO. 
  También apareció en numerosas producciones dramáticas como TRES RECUERDOS DE MI JUVENTUD, FEVER, À 14 ANS, LE CANCRE, MA VIE AVEC JAMES DEAN, LA MUJER QUE SABÍA LEER, L’AMOUR DEBOUT y LA PART DU SOUPÇON, además de en la serie Mytho.
  En 2022 interpretó el papel protagonista en VORTEX, de Gaspar Noé, encarnando a una mujer anciana que padece Alzheimer. El propio Noé, gran admirador de LA MAMAN ET LA PUTAIN, le ofreció el papel con total confianza: «Me contó la historia a grandes rasgos, pero yo confiaba en nuestra relación. Pensé que este hombre había visto lo que soy capaz de hacer y que apreciaba aquello que dio origen a toda mi trayectoria cinematográfica. Así que confié en él».
  En 2013, Françoise Lebrun fue nombrada Oficial de la Orden de las Artes y las Letras. Entre sus trabajos documentales destacan CRAZY QUILT (2011), dedicado a los jardines de Inglaterra, así como L’HOMME QUI MONTAIT SON CHAPITEAU Y ROMANÈS, CIRQUE TZIGANE, ambos codirigidos y centrados en el mundo del circo.