Chiara Mastroianni je francouzská herečka a zpěvačka, dcera herce Marcella Mastroianniho (†1996) a herečky Catherine Deneuve (1943).
Narodila se 28. května 1972 v Paříži.
Mé oblíbené období (Anne)Tři životy a jen jedna smrt (Cecilie)Americká stopa (Marine)Písně o lásce (Jeanne)Vražda ve vlaku (Emma Charpentier)Vánoční příběh (Sylvia)Kuře na švestkách (Lili)Cena slávy (Rosa)Pokoj 212 (Maria)Prêt-à-Porter (Sophie)
Vystudovala italštinu na Univerzitě Paříž III. Ve filmu se začala objevovat od sedmi let. V roce 1994 byla nominována na Césara v kategorii Nejslibnější herečka za roli ve snímku Mé oblíbené období, film Pokoj 212 jí pak 2019 přinesl cenu na festivalu v Cannes.
V originále namluvila hlavní hrdinku Marjane animovaného filmu Persepolis (2007).
Vydala pěvecká alba Home (2004) a Volver (2017).
Jejím manželem byl v letech v 2002–2005 hudebník Benjamin Biolay (1973). Je matkou dvou dětí, Milo Torretona (1996) má s režisérem Pierrem Thorettonem (1967), ze zmiňovaného manželství pochází dcera Anna Biolay (2003).
Herec Christian Vadim (1963) je jejím starším nevlastním bratrem, pochází ze vztahu její matky s režisérem Rogerem Vadimem (†2000).