Figlia di un ingegnere e di una professoressa di matematica, inizia la sua formazione in giovane età, studiando arti drammatiche prima al Conservatorio poi all'École de la Rue Blanche di Parigi. Verso la metà degli anni settanta è tra i fondatori della compagnia teatrale Compagnie du Chapeau Rouge. Proprio a teatro inizia la sua formazione artistica, calcando per molti anni i palcoscenici francesi, dove ha portato in scena vari classici tra cui "Il giardino dei ciliegi" e "Il gabbiano di Cechov".
Debutta al cinema nel 1980 nel film "Mio zio d'America" di Alain Resnais. Ottiene la sua prima nomination ai premi César come migliore attrice non protagonista per "Escalier C", riconoscimento che vince nel 1997 per "Aria di famiglia", adattamento cinematografico di una piéce teatrale che la Frot aveva già portato in scena. Ottiene il suo primo ruolo da protagonista ne "La dilettante", per la regia di Pascal Thomas.
Nel corso degli anni diviene celebre per la sua partecipazione a commedie, che in modo dissacrante, criticano la borghesia, tra cui "La cena dei cretini", "La Nouvelle Eve - Una relazione al femminile". Nel 2006 è protagonista al fianco di Déborah François del noir "La voltapagine", l'anno seguente è protagonista della commedia "Lezioni di felicità - Odette Toulemonde".
Nel 2012 è l'interprete principale del film "La cuoca del presidente". Nel 2015 porta sugli schermi il personaggio della cantante dilettante protagonista di "Marguerite", il film di Xavier Giannoli che partecipa in concorso alla 72. Mostra del Cinema di Venezia.