Brest'te doğan Dalle kariyerine modellik yaparak başladı. Bu esnada yönetmen Jean-Jacques Beineix ile tanışmasının ardından, yönetmenin 1986'da çektiği 37°2 le matin (Betty Blue) filmiyle üne kavuştu. Sonrasında başka önemli filmlerde de oynadı. 1991'de Jim Jarmusch'un Night on Earth filminde oynadı. 1997'de Abel Ferrera'nın The Blackout filmiyle ilk Hollywood filminde yer almış oldu.
İlk evliliğini ressam Jean-François Dalle ile 1985–1988 arasında yapan Dalle, daha sonra bir müddet İtalyan aktör Alessandro Gassman ile nişanlı kaldı, ancak evlilik gerçekleşmeden ayrıldılar. 2005'te bir hapishane filminin çekimleri sırasında tanıştığı hükümlü Guénaël Meziani ile çok kısa süre sonra evlendi.