Catherine Deneuve apparaît dans deux films présentés lors de la du festival de Cannes en 2015 : le drame "La Tête haute" et la comédie noire "Le Tout Nouveau Testament". Le premier film, qui marque sa seconde collaboration avec la réalisatrice Emmanuelle Bercot, est présenté en ouverture du Festival. Elle y incarne une juge pour enfant qui tente inlassablement de sauver un jeune délinquant, interprété par Rod Paradot. Dans "Le Tout Nouveau Testament", elle joue un personnage décalé qui entretient une relation adultère avec un gorille. L'année suivante, Catherine Deneuve fait sensation en apparaissant sur scène lors de la cérémonie d'ouverture de la  du même Festival. Accueillie par une standing ovation, l'actrice échange un baiser langoureux avec le maître de cérémonie Laurent Lafitte, avant de disparaître sans avoir prononcé le moindre mot. La même année, elle devient la première femme récipiendaire du Prix Lumière du Festival de Lyon, qui récompense une personnalité du cinéma pour l'ensemble de sa carrière. Elle profite de l'occasion pour rendre hommage au monde agricole en dédiant son prix . Également en 2016, l'actrice participe à un programme court pour Arte, "Catherine Deneuve lit la mode", où elle interprète face caméra plusieurs séries de recueillis par le journaliste et documentariste spécialisé Loïc Prigent dans les coulisses ou dans les rangs des défilés.