Dany Robin commence très tôt à pratiquer la danse, avant d'entrer dans la troupe de Roland Petit à l'Opéra de Paris. Elle s'oriente ensuite vers la comédie.
Dany Robin est une actrice aux traits fins et aux grands yeux. Son physique lui donne l'occasion d'interpréter au début de sa carrière (débutée en 1944 avec Lunegarde de Marc Allégret) les jeunes ingénues. Les Portes de la nuit (1946, Marcel Carné) la révèlent dans ce type de rôle. Elle poursuit sa carrière dans ce registre avec Le Silence est d'or (1946, René Clair). Dès L'Eventail (1947, Emile-Edwin Reinert), elle accède à des rôles plus complexes. En 1953, elle partage l'affiche d'Un acte d'amour (Anatole Litvak) avec Kirk Douglas. Elle développe son jeu dans Julietta (id., Marc Allégret) où elle campe une jeune fille extravagante. Par la suite, elle prête ses traits à des héroïnes romantiques ou des danseuses bohémiennes. Elle mène une carrière internationale en tournant en Grande-Bretagne (Les Femmes du général, 1961, John Guillermin), aux Etats-Unis (En suivant mon coeur, 1963, Richard Thorpe). Après son mariage avec le producteur Mike Sullivan en 1969, elle tourne un dernier film avec Alfred Hitchcock (L'Etau, 1968) et met un terme à sa carrière pour se consacrer à sa famille.
Au théâtre, Dany Robin joue notamment dans des pièces de Jean Anouilh : l'Invitation au château, le Bal des voleurs, Deux sous de violettes.
Courts métrages 1943 | Premier prix de Conservatoire | René Guy-Grand |
| 1945 | Portes de la nuit - Essais d'acteurs] ([Les) | Marcel Carné |
| 1949 | Autour d'une collection | Jean-Claude Huisman |
| 1949 | Vedettes en liberté | Jacques Guillon |
Longs métrages| 1944 | Lunegarde | Marc Allégret |
| 1946 | Destin s'amuse (Le) | Emile Edwin Reinert |
| 1946 | Portes de la nuit (Les) | Marcel Carné |
| 1946 | Silence est d'or (Le) | René Clair |
| 1946 | Six heures à perdre | Alex Joffé, Jean Lévitte |
| 1947 | Éventail (L') | Emile Edwin Reinert |
| 1947 | Une jeune fille savait | Maurice Lehmann |
| 1948 | Amoureux sont seuls au monde (Les) | Henri Decoin |
| 1948 | Passagère (La) | Jacques Daroy |
| 1949 | Au P'tit Zouave | Gilles Grangier |
| 1949 | Soif des hommes (La) | Serge de Poligny |
| 1949 | Voyageuse inattendue (La) | Jean Stelli |
| 1951 | Deux sous de violettes | Jean Anouilh |
| 1951 | Plus joli péché du monde (Le) | Gilles Grangier |
| 1951 | Une histoire d'amour | Guy Lefranc |
| 1952 | Amants de minuit (Les) | Roger Richebé |
| 1952 | Douze heures de bonheur | Gilles Grangier |
| 1952 | Elle et moi | Guy Lefranc |
| 1952 | Fête à Henriette (La) | Julien Duvivier |
| 1953 | Julietta | Marc Allégret |
| 1953 | Révoltés de Lomanach (Les) | Richard Pottier |
| 1953 | Tempi nostri Quelques pas dans la vie | Alessandro Blasetti |
| 1953 | Un acte d'amour | Anatole Litvak |
| 1954 | Cadet Rousselle | André Hunebelle |
| 1954 | Escale à Orly | Jean Dréville |
| 1954 | Frou-Frou | Augusto Genina |
| 1954 | Napoléon | Sacha Guitry |
| 1955 | Paris coquin = Paris canaille | Pierre Gaspard-Huit |
| 1956 | Bonsoir Paris, bonjour l'amour | Ralph Baum |
| 1956 | C'est arrivé à Aden | Michel Boisrond |
| 1957 | C'est la faute d'Adam | Jacqueline Audry |
| 1957 | Coin tranquille (Le) | Robert Vernay |
| 1957 | École des cocottes (L') | Jacqueline Audry |
| 1957 | Mimi Pinson | Robert Darène |
| 1957 | Quand sonnera midi | Edmond T. Gréville |
| 1958 | Suivez-moi jeune homme ! | Guy Lefranc |
| 1959 | Dragueurs (Les) | Jean-Pierre Mocky |
| 1959 | Secret du chevalier d'Eon (Le) | Jacqueline Audry |
| 1960 | Française et l'amour : L'Adultère (La) | Henri Verneuil |
| 1960 | Scheidungsgrund : Liebe | Cyril Frankel |
| 1961 | Amours célèbres | Michel Boisrond |
| 1961 | Conduite à gauche | Guy Lefranc |
| 1961 | Parisiennes : Antonia (Les) | Michel Boisrond |
| 1961 | Waltz of the Toreadors Les Femmes du général | John Guillermin |
| 1962 | Follow the Boys En suivant mon coeur | Richard Thorpe |
| 1962 | Mandrin, bandit gentilhomme | Jean-Paul Le Chanois |
| 1962 | Mystères de Paris (Les) | André Hunebelle |
| 1963 | Comment trouvez-vous ma soeur ? | Michel Boisrond |
| 1964 | Corde au cou (La) | Joseph Lisbona |
| 1964 | Sursis pour un espion | Jean Maley |
| 1966 | Don't Lose Your Head | Gerald Thomas |
| 1968 | Best House in London (The) | Philip Saville |
| 1968 | Topaz L'Etau | Alfred Hitchcock |