Bien qu’elle eût été nommée en 1987 pour le César de la meilleure actrice dans un second rôle suite à son interprétation de Béatrice dans Escalier C, sa carrière au cinéma ne débute réellement qu’avec le rôle de Yolande dans le film de Cédric Klapisch, Un air de famille, pour lequel on lui décerne cette récompense en 1997. Elle obtient son premier grand rôle dans La Dilettante de Pascal Thomas en 1999, qui la confirme comme une actrice pouvant jouer sur le ton du burlesque et du tragique à la fois. Elle alterne depuis de nombreux premiers rôles dans ces deux registres.
Le grand public fait sa connaissance tardivement, mais elle est très présente au théâtre. Catherine Frot apparaît pour la première fois sur grand écran dans Mon oncle d’Amérique. L’actrice continue ensuite à fréquenter les plateaux, mais elle est plus régulièrement sur scène. Dans les années 90, sa carrière prend un tournant : en Yolande, naïve, touchante, irritante, désespérée, dans Un air de famille, avec Agnès Jaoui, Jean-Pierre Bacri et Jean-Pierre Darroussin (qui, lui aussi, porte le Chapeau Rouge…), elle triomphe ! La comédienne remporte alors
