Godrèche, gebürtig Judith Goldreich, wurde 1972 als Tochter zweier Psychoanalytiker in Paris geboren. Bereits in jungen Jahren modelte sie für eine Jugendzeitschrift und machte Werbung für einen japanischen Schokoladenhersteller. Mit 13 Jahren spielte sie ihre erste Filmrolle als Tochter von Claudia Cardinale in Nadine Trintignants Filmdrama "Die Familienpyramide" (1985). Für ihre Hauptrolle in "Die Entzauberte" (1990) erhielt sie 1991 eine Nominierung für den französischen Filmpreis César als Beste Nachwuchsdarstellerin. Noch im selben Jahr gehörte sie zur Jury der Internationalen Filmfestspiele von Berlin.