Figlia primogenita di André Kaminker, ebreopolacco, e della parigina Georgette Signoret, Simone nacque a Wiesbaden che, pur in territorio tedesco, si trovava nel 1921 sotto l'occupazione francese seguita alla prima guerra mondiale. André Kaminker (1888-1961), inventore della traduzione simultanea (nel 1934 tradusse anche un discorso ufficiale tenuto da Hitler a Norimberga), fu uno dei fondatori dell'Associazione internazionale interpreti (AIIC) e più tardi fu anche capo interprete del Consiglio d'Europa. Al tempo della nascita di Simone si trovava in Renania al seguito dell'esercito francese; nel 1923 Kaminker rientrò in Francia e si stabilì a Neuilly-sur-Seine, sobborgo di Parigi, dove Simone frequentò le scuole elementari, medie e superiori.
Dopo essersi trasferita con la famiglia in Bretagna nel 1939 per godere di una maggiore sicurezza durante la guerra, Simone tornò a Parigi nel 1941 e trovò lavoro come segretaria per Le nouveau temps, rivista fondata da Jean Luchaire, padre della sua ex compagna di scuola Corinne. Proprio grazie a Corinne, che aveva cominciato a recitare sul grande schermo, Simone fu introdotta nell'ambiente cinematografico e adottò come nome d'arte quello della madre. Nel 1943 conobbe Yves Allégret, con cui si sposò nel 1948. Una prima figlia concepita con Allegret prima del matrimonio morì dopo pochi giorni, come racconta Signoret nella sua autobiografia. La loro figlia Catherine nacque il 16 aprile 1946. Nello stesso anno Simone conquistò la popolarità grazie al ruolo da lei interpretato nel film L'albergo della malavita, che le fruttò il premio Suzanne Bianchetti nel 1947. Allégret le offrì i suoi primi ruoli importanti, tra cui quello della prostituta sfruttata in Dédée d'Anvers (1947).
Durante il viaggio negli Stati Uniti per accompagnare Yves Montand, che era stato scritturato per una serie di recital, la coppia Montand-Signoret ebbe occasione di conoscere Marilyn Monroe, che andò a un concerto di Montand con il marito Arthur Miller, e che poi lo impose come suo partner nel film Facciamo l'amore, che avrebbe dovuto girare di lì a poco. Dopo aver presenziato alla cerimonia di premiazione degli Academy Awards, dove le fu consegnato l'Oscar per la migliore attrice di quell'anno, Signoret tornò in Europa. Fra Yves Montand, rimasto negli Stati Uniti per continuare le riprese del film, e Marilyn Monroe nacque un legame passionale che diventò in breve di dominio pubblico. "Se Marilyn Monroe è innamorata di mio marito, questo prova che ha buon gusto: ne sono innamorata anch'io", commentò ironicamente Signoret[3]. Tuttavia, al termine delle riprese e dopo la promozione del film, Montand si riconciliò con la moglie, e, nonostante i frequenti tradimenti dell'attore, non si lasceranno mai fino alla morte di lei[4][5]. Anche Signoret sarà invitata in America ad interpretare alcuni film: La nave dei folli (1966) di Stanley Kramer, Chiamata per il morto (1967) e Il gabbiano (1968), entrambi di Sidney Lumet, Assassinio al terzo piano (1967) di Curtis Harrington. In seguito sceglierà ruoli forti e determinati, spesso in film di denuncia civile come La confessione (1970) di Costa-Gavras.
Nel 1977 la sua interpretazione in La vita davanti a sé di Moshé Mizrahi e tratto dall'omonimo romanzo di Romain Gary, le varrà il premio César 1978 come migliore attrice, mentre il film vinse l'Oscar al miglior film straniero. Narra la storia di Madame Rosa, ex prostituta ebrea, residente in un quartiere dove coabitano neri, arabi ed ebrei. Scampata al campo di concentramento, decide di allevare i figli delle colleghe. In miseria, alla fine dei suoi giorni, ha accanto a sé uno di loro, Momo. Nel 1976 Simone Signoret pubblicò la sua autobiografia, La nostalgia non è più quella di un tempo, e nel 1985 il romanzo Addio Volodia. L'ultimo film da lei interpretato, L'Etoile du Nord, risale al 1981. Successivamente la sua salute iniziò a deteriorarsi e una grave malattia della retina la rese progressivamente cieca. Morì il 30 settembre 1985, all'età di 64 anni, nella villa di Autheuil-sur-Herne che lei e Montand avevano acquistato nel 1954 dopo i primi grandi successi. In seguito Montand si sposò di nuovo, ma alla morte fu sepolto insieme a Simone Signoret.
Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, Simone Signoret è stata doppiata da:
Andreina Pagnani in: I diabolici, Le vergini di Salem, La strada dei quartieri alti, Vagone letto per assassini, La nave dei folli, Chiamata per il morto
Lydia Simoneschi in: Casco d'oro, Teresa Raquin, Parigi brucia?, Assassinio al terzo piano, La mia legge
Anna Miserocchi in: La confessione, L'evaso, Police Python 357, La vita davanti a sé
