O Prix d'interprétation féminine é dedicado a melhor atuação feminina dos filmes em competição pela Palma de Ouro, sendo entregue desde a primeira edição, quando a francesa Michèle Morgan recebeu o galardão, aos 26 anos de idade, por seu papel em "La Symphonie Pastorale". Esta premiação já registrou um grande número de empates; muitos pelo mesmo filme. Em 1981, a francesa Isabelle Adjani conseguiu a façanha de empatar com ela mesma, conquistando, assim, dois prêmios numa única edição. Outras quatro atrizes saíram vencedoras em mais de uma ocasião: Vanessa Redgrave (1966 e 1969), Isabelle Huppert (1978 e 2001), Helen Mirren (1984 e 1995) e Barbara Hershey (1987 e 1988), sendo que esta última é a única a levar o prêmio por dois anos consecutivos. A inglesa Jodhi May foi a atriz mais nova a receber a honraria, aos 12 anos, por sua atuação em "A World Apart" (1988). As norte-americanas são as mais galardoadas (21 vitórias), seguidas pelas anfitriãs francesas (17). O cinema lusófono esteve representado pelo trabalho de duas brasileiras: Fernanda Torres que conquistou o juri de Cannes em 1986, por "Eu Sei Que Vou Te Amar", dividindo o prêmio com a alemã Barbara Sukowa, por "Die Geduld der Rosa Luxemburg"; e Sandra Corveloni, que consagrou-se vencedora do evento de 2008, por seu papel em "Linha de Passe". Ao todo, 84 atrizes de diversos países já foram premiadas.