Après un premier prix de Comédie au Conservatoire national supérieur d’art dramatique de Paris, Danièle Lebrun intègre la troupe de la Comédie-Française Danièle Lebrun rejoint la Comédie-Française en 1958 pour deux années, puis celle du Théâtre de La Huchette où elle joue notamment dans La Cantatrice chauve de Ionesco par Nicolas Bataille. Elle collabore avec des personnalités majeures du théâtre, parmi lesquelles Roger Planchon, Laurent Terzieff, Jorge Lavelli, Jacques Seiler, Jérôme Savary, Alfredo Arias, Marcel Bluwal, Jacques Lassalle, Antoine Bourseiller, Pierre Debauche, Christophe Lidon, Roland Piétri ou encore Jean Anouilh qui la met en scène à deux reprises. En 1976, elle est distinguée par le prix du Syndicat de la critique pour son rôle dans Madame de Sade de Mishima qu’elle joue avec la troupe Renaud-Barrault. Elle recevra ensuite deux Molières de la comédienne dans un second rôle, en 1992 pour Le Misanthrope mis en scène par Francis Huster, puis en 2006 pour Pygmalion par Nicolas Briançon.

Danièle Lebrun réintègre la Comédie-Française en 2011 et est nommée 543^e sociétaire en 2025. Elle y participe à de nombreux spectacles qui mettent en lumière la diversité de son jeu, dans des répertoires très différents, avec Goldoni et Tchekhov sous la direction d’Alain Françon, Molière avec Galin Stoev ou Shakespeare avec Éric Ruf qui lui confie le rôle de Lady Capulet dans Roméo et Juliette. Elle s’implique auprès de la nouvelle génération de metteuses en scène, comptant Julie Deliquet pour Fanny et Alexandre d’après Bergman ou Géraldine Martineau et Johanna Boyé dans les spectacles tout public adaptés d’Andersen, La Petite Sirène et La Reine des neiges, l’histoire oubliée. Figure du féminisme, elle participe à la création par Pauline Bureau de Hors la loi à partir du procès de Bobigny en faveur du droit à l’IVG. Elle crée également des formes musicales comme Cabaret Barbara et La Ballade de Souchon.

Elle présente deux seules-en-scène dans le cadre des « Singulis » : L’Envers du music-hall de Colette en 2016 et lors de la saison Molière 2022 Le Silence de Molière de Giovanni Macchia, mis en scène par Anne Kessler.

Danièle Lebrun a fait partie et s’est illustrée dans de nombreuses fictions et séries populaires dès les années 1970. Elle marque durablement les esprits dans Les Gens de Mogador et dans Les Nouvelles Aventures de Vidocq de Marcel Bluwal, avec qui elle offre de grandes adaptations théâtrales pour la télévision (Bérénice de Racine, Lulu de Wedekin, Le Jeu de l’amour et du hasard de Marivaux). Au cinéma, elle tourne dans de nombreux films réalisés par Jacques Audiard, Claude Berri, Éric Rohmer, Matthieu Kassovitz, Sylvie Testud ou encore Robert Guédiguian.