Отец — врач-дантист, мать — член Ассоциации по борьбе с неграмотностью. В детстве увлекалась биологией, однако родители уговорили юную Одри посещать занятия театрального мастерства в лицее, где она училась. Когда девочка окончила лицей, родители оплатили ей двухнедельный курс в лучшей театральной школе Парижа — Кур-Флоран.

Затем она поступила в Парижский колледж искусств на факультет современной литературы, потом — на филологический факультет Сорбонны, который, однако, не окончила. Попав на актёрские курсы, Одри окончательно решает связать свою жизнь с театром и кино. Переехав в Париж, она ходит на курсы, учится, работает секретаршей и снимается в сериале на Первом французском телеканале о молодой сыщице Жюли Леско.

В 1999 году Одри Тоту сыграла первую заметную роль — в фильме «Салон красоты «Венера» Тони Маршалл. После этого фильма была замечена критиками, её карьера стала стремительно развиваться.

Одри окончила музыкальную школу по классу фортепиано и гобоя, хорошо знает немецкий язык и плохо английский. Её рост — 160 см.

В 2009 году Одри Тоту стала лицом марки французских духов Chanel No.5, сменив Николь Кидман, после того как сыграла легенду моды Коко Шанель в полнометражном фильме-биографии «Коко до Шанель, который описывает восхождение иконы стиля от певицы кабаре до гуру дизайна.

В 2010 году Одри Тоту дебютировала на сцене парижского театра Мадлен (Théâtre de la Madeleine), сыграв главную роль Норы в пьесе норвежского драматурга Генриха Ибсена Кукольный дом, в постановке режиссера Мишеля Фо, который сыграл роль адвоката Хельмера, мужа Норы.

Награды: 1998 «Канал +» назвал её «самой перспективной актрисой» французского кино; 2000 Приз лучшей молодой актрисе на 9-м фестивале молодых актёров кино в Безьере; Премия «Сезар» в категории «самая перспективная актриса» за фильм "Салон красоты «Венера»; 2001 Приз ювелирной фирмы Chopard и журнала Studio в категории «Открытия 2001 года» («Амели»); 2002 Премия «Люмьер» лучшей актрисе 2002 года («Амели»)