Catherine Mouchet studierte Philosophie und anschließend Schauspiel am Conservatoire national supérieur d’art dramatique. Anschließend spielte sie mehrere Jahre auf französischen Theaterbühnen, bevor sie 1986 in der Hauptrolle der Therese von Lisieux in dem von Alain Cavalier inszenierten Historiendrama Thérèse an der Seite von Mona Heftre und Jean Pieuchot auf der Leinwand debütierte. Der Film selbst wurde von der Kritik gelobt und mit mehreren Filmpreisen ausgezeichnet. So erhielt er bei der Verleihung des französischen Filmpreises César 1987 sechs Auszeichnungen bei zehn Nominierungen, wobei Mouchet für ihre Darstellung als Beste Nachwuchsdarstellerin ausgezeichnet wurde.
