Nacida en el seno de una familia numerosa parisina, Audrey Dana estudió interpretación en el Conservatorio Nacional de Orléans y, posteriormente, en la Escuela Superior de Arte Dramático de París. Amplió su formación, y sus horizontes vitales, en Nueva York, ciudad en la que residió durante dos años antes de volver a su París natal para comenzar a hacerse un nombre en el mundo del teatro. Con todo, la prueba de fuego, en forma de su primer papel para el cine, llega en 2007, año en el que debuta de la mano de Claude Lelouch con el drama Roman de gare, cinta por la que logra una nominación al Cesar como mejor actriz revelación. Repite elogios y premios (nueva candidatura al Cesar) con Welcome, su consagración definitiva en la élite, apuntalada en años sucesivos con cintas como Torpedo, Denis o French Women.