Birkin London egyik negyedében, Merylebonban született. Anyja, Judy Campbel színházi színésznő volt. Apja a Királyi Haditengerészet tisztje volt a világháborúban és kém. Testvére forgatókönyvíró és rendező.
Birkin a 60-as évek Londonjának lázadó ifjúságában nőtt fel, első filmje rögtön a kor meghatározó filmje volt az 1966-os Nagyítás című film és a fantasy-pszichedelikus Wonderwall 1968-ból. Ugyanabban az évben egy francia nyelvű film szerepére jelentkezett és meglepődve annak ellenére, hogy nem beszélte a nyelvet megkapta a szerepet. Együtt szerepelt Serge Gainsbourg színésszel és együtt énekelték el a film fődalát a "La chanson de slogan" dalt. A film címe a Slogan lett.
Egy évvel később a szerző páros ismét összeállt, és minden idők egy legismertebb dalával jöttek elő, az akkori kornak megfelelően rendkívül polgárpukkasztó volt, ez a "Je t'aime... moi non plus". A dalt több országban is betiltották.
A "Je t'aime" dal a Brit slágerlisták élére került. Abban az időben a legsikeresebb szóló lemez lett egy külföldi énekes által.
Gainsbourg 1971-es albumának a boritóján Jane Brikin.
1971-72 között nem dolgozott egy filmen sem, első filmje 1973-ban Brigitte Bardot oldalán volt. Gainsbourg 1975-ben Je t'aime... moi non plus címen készített egy filmet Birkinnel a főszerepben, csak úgy mint a dal évekkel korábban, a film is nagy vihart kavart a szexualitás nyíltsággá tételével. Birkin szerepéért César díjra jelölte a Francia Filmakadémia.
Birkin a 70-es évek végére ismét feltűnt pár nagyobb filmben, a Halála Níluson (1978) és a Nyaraló gyilkosok (1982) Agatha Christie adaptációkban lehetett látni, és több albuma is megjelent.
Amours des Feintes
1992-ben a Francia Kulturális Minisztáéirum álltal minden évben kiadott Victoires de la Musique díjnak az év Női Előadó kategóriájában lett győztese. Több a 80-as évek neves rendezőjével és színészével együtt dolgozott. A színészetet és az éneklést a 90-es években is fojtatta. Birkin a 2003-as "Beauty" dalt énekelte el Hector Zazou Strong Current albumához. Badly Drawn Boy Have You Fed the Fish? albumának boritóján Birkin látható, az albumban vokál énekesként feltűnik lánya Charlotte Gainsbourg.
1981-ben Jean-Louis Dumas, az akkori Hermès vállalat igazgatója, egy Párizs-London járaton találkozott a színésznővel. A történet szerint Birkin éppen a táskáját szerette volna elhelyezni a felső csomagtérben amikor minden kihullott belőle, Dumas segített neki összeszedni a dolgait, amikor is bemutatkoztak egymásnak, Birkin kihasználva a lehetőséget elmagyarázta mennyire nehéz egy jó minőségű, hétvégi, bőr táskát venni, ami alkalmas lenne számára. 1984-ben Dumas eme inspirációra megalkotott egy igen hajlékony fekete-bőr táskát a számára, amit egyszerűen csak Birkin táskának hívott. Bár nem újdonság volt, mivel egy 1892-es korábbi tervet porolt le Dumas. Birkin évekig használta amíg ki nem derült, hogy karja ínygyulladásának oka, maga a táska, és annak mérete és súlya.
A Birkin táska ma a gazdagság egyik szimbóluma. Jelenleg 5000-150000 dollár között mozognak az árak. A cégnél mindegyiket kézzel készítik, és akár több mint 1 éves várolístára kerül a megrendelője.
Victoria Beckham
Nicole Ritchie
Birkin többször jelenik meg az Amnesty International nagyköveteként és a szegénység valamint az AIDS veszélyeire hívja fel a figyelmet. Többször ellátogatott háborús zónákba: Bosznia, Ruanda, Palesztina.
Birkin első férje 1965-1968 között John Barry legendás filmzeneszerző aki az első James Bond filmek zenéjéért felelt, és az ismert főtéma egyik alkotója Monty Norman mellett. Közös lányuk Kate Barry tavaly decemberben halt meg. Rendkívül szenvedélyes és kreatív kapcsolata volt mentorával Serge Gainsbourgal, akivel egy film forgatása közben találkozott, kapcsolatuk 13 évig tartott. Soha nem házasodtak össze, habár az évek során a bulvár sajtó többször is az ellenkezőjét hangoztatta. 1971-ben született lányuk Charlotte Gainsbourg. 1980 óta külön éltek. 1982-ben született harmadik lánya Jacques Doillon rendezőtől. Gainsbourg 1991-es halála óta Birkin többnyire egyedül él.
Kate Barry és édesanyja.
