Színészi erejét Antonioni Éjszakájában és Truffaut Jules és Jimjében mutathatta meg, az előbbiben apró rezdülésekkel, finom jelzésekkel fejezte ki egy házasság végső kiüresedését. Truffaut filmje a francia újhullám szimbolikus darabja, a nem klasszikus baráti, szerelmi hármasban nemcsak érzékenységet, hanem játékosságot és humort is sugárzott. A következő években rendezte őt Tony Richardson (Mademoiselle), Malle (a Viva Maria című sztárparádéban Brigitte Bardot volt partnere), Welles (aki a világ legnagyobb női színészének nevezte), Luis Bunuel (Egy szobalány naplója), Elia Kazan (Az utolsó filmcézár), Fassbinder (Querelle) és Wenders (A világ végéig). Utoljára 2007-ben állt a felvevőgép elé.
A női témák iránt mindig vonzódó Moreau megpróbálkozott a rendezéssel is, bár önmagát mindvégig csak kísérletezőnek tartotta. 1975-ben Fény címmel készített filmet négy női színészről, az egyik főszerepet ő alakította, 1980-ban forgatta az önéletrajzi ihletésű A kamaszlányt, és rendezett operát is. Élete során számos íróval kötött barátságot, s maga is megírta önéletrajzát.
A szakmájában és a magánéletben is szigorú és következetes Moreau az egyetlen női színész, aki kétszer – 1975-ben és 1995-ben – is elnökölt a cannes-i filmfesztiválon, 1986-tól 1988-ig a Francia Filmművészeti Akadémia elnöke volt. 1991-ben a Becsületrend tisztjévé avatták, 1995-ben megkapta a César-díjat, a francia filmművészet legrangosabb kitüntetését, 1997-ben az Európai Filmakadémia életműdíját, 2001-ben a francia Művészeti Akadémia első női tagjává választották.
Háromszor ment férjhez, és háromszor vált el, egy gyermeke született. Még a hetvenhez közel is az egyik rangos filmes magazin a száz legszexisebb filmsztár közé választotta, Párizsban mozi viseli nevét.
