Nicole Mathilde Stéphane de Rothschild est née le 27 mai 1923 à Paris, au sein de l'illustre famille Rothschild. Fille du baron James-Henri de Rothschild et de Claude Dupont, elle grandit dans un univers privilégié mais marqué par les bouleversements de l'histoire. Dès son adolescence, sa vie prend un tournant héroïque lorsque la Seconde Guerre mondiale éclate.

Poussée par une volonté de fer, elle choisit de rejoindre la Résistance dès ses seize ans. Elle traverse les Pyrénées dans des conditions périlleuses pour rejoindre les Forces françaises libres en Espagne, où elle connaît brièvement la prison, avant de s'engager à Londres. Sous-lieutenante et agente de liaison, elle participe activement au conflit, parcourant les routes à moto sous les bombes pour transmettre des documents stratégiques.

Après la Libération, Nicole de Rothschild adopte le nom de scène de Nicole Stéphane, en hommage à sa grand-mère. Bien qu'elle échoue au Conservatoire, elle est repérée par le réalisateur Jean-Pierre Melville. Celui-ci lui offre le rôle principal féminin dans Le Silence de la mer en 1949, où son interprétation d'une jeune femme silencieuse face à un officier allemand marque les esprits par sa retenue et sa force intérieure.

Sa collaboration avec Melville se poursuit avec l'adaptation du roman de Jean Cocteau, Les Enfants terribles (1950). Elle y incarne Élisabeth, un personnage complexe et fascinant qui reste sa prestation la plus emblématique. Son allure moderne et son regard singulier en font l'une des figures marquantes du cinéma français de l'après-guerre, bien que sa carrière devant la caméra soit de courte durée.

Un accident de voiture l'éloigne progressivement du métier d'actrice, mais ne freine pas son ambition créative. Elle se tourne alors vers la production et la réalisation, prouvant son flair pour les œuvres audacieuses. Elle produit notamment le documentaire historique Mourir à Madrid (1963) de Frédéric Rossif, qui reçoit le prix Jean-Vigo, ainsi que des films de Marguerite Duras comme Détruire, dit-elle.

Pendant des décennies, elle se bat pour un projet qui lui tient à cœur : l'adaptation de l'œuvre de Marcel Proust. Après avoir acquis les droits de À la recherche du temps perdu, elle collabore avec de grands noms comme Luchino Visconti avant que le projet n'aboutisse finalement avec Volker Schlöndorff pour le film Un amour de Swann en 1984.

Jusque dans ses dernières années, elle reste une femme d'engagement et de terrain. Au début des années 1990, elle rejoint Sarajevo en plein siège aux côtés de son amie Susan Sontag. Elle y réalise un documentaire poignant sur la mise en scène de la pièce En attendant Godot, témoignant une fois de plus de son courage et de sa fidélité à ses convictions intellectuelles et artistiques.

Nicole Stéphane s'éteint le 14 mars 2007 à Paris, à l'âge de 83 ans. Elle est inhumée au cimetière du Père-Lachaise, où elle repose désormais. Elle laisse derrière elle l'image d'une femme libre, dont le parcours exceptionnel a lié la grande Histoire de la France à celle du septième art.