Potem przyszła rewelacyjna główna rola we "Wstręcie" (reż. Roman Polański) i skandalizująca, choć nie mniej udana w "Piękności dnia" (reż. Luis Bunuel).
Nieskazitelna uroda Catherine, niewinnej, ale chłodnej piękności połączona z perwersyjnymi praktykami, jakim oddaje się jej bohaterka, dała mieszankę wybuchową.
Obraz i rola wywołały zarazem skandal i uznanie krytyki i publiczności, a Deneuve dały status światowej gwiazdy. Od lat jest nie tylko symbolem Francji, ale także uosobieniem nieprzemijającego piękna.
W 2008 r. została umieszczona na liście (magazyn GQ) "25 najseksowniejszych kobiet wszech czasów".