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Née Simone Renée Roussel, Michèle Morgan est l'aînée de quatre enfants. {{refnec}}. Son père, chef de service dans une maison de parfum d’exportation, est au chômage après la crise de 1929.
En 1933, il installe sa famille à Dieppe, rue de la Barre, où il reprend le fonds de commerce d'une épicerie mais fait faillite deux ans plus tard.
Elle découvre la scène lors des spectacles au casino de Dieppe. En 1935, elle décide avec son frère cadet, Paul, de fuguer et d'aller chez ses grands-parents à Paris ; par l'intermédiaire d'agences de casting, elle y décroche son premier rôle de figurante dans Mam'zelle Mozart. Le réalisateur Yvan Noé lui conseille de se perfectionner en prenant des cours d’art dramatique. Elle s'inscrit l'année suivante chez René Simon. Elle adopte le pseudonyme de Michèle Morgan.
En 1937, Jeanne Witta la recommande au réalisateur Marc Allégret qui prépare son film Gribouille. Après un essai concluant à l'issue duquel le milliardaire suisse Max Stoffel, mécène du film, insiste pour lui confier le premier rôle féminin, elle signe son premier contrat pour un montant de 12500 F. Le film est un succès. La RKO lui propose un contrat à Hollywood sur la base de 2000 F par semaine. Fin 1937, elle tourne Orage avec Charles Boyer, grande vedette de l'époque.
En 1938 a lieu le tournage du film Le Quai des brumes réalisé par Marcel Carné. Le 3 septembre 1939, la guerre éclate. Jean Gabin est mobilisé à Cherbourg dans la marine nationale. Il obtient une permission exceptionnelle pour terminer le film Remorques.
Alan Curtis]] dans Rencontre à Londres (1943).
Le {{date}}, Michèle Morgan épouse aux États-Unis William Marshall, dont elle aura un fils, Mike Marshall (1944-2005). Toujours en 1942, lors de son séjour aux États-Unis, Michèle Morgan tourne un bout d'essai pour le rôle principal de Soupçons, le film que prépare Alfred Hitchcock ; elle n'est pas retenue à cause de son anglais insuffisant. Également pour un problème de production, le rôle féminin de Casablanca, qui révèle la comédienne Ingrid Bergman, lui échappe. Michèle Morgan reconnaît par la suite avoir commis plusieurs erreurs durant sa carrière : elle refuse ainsi le rôle principal de Johnny Belinda, qui vaut à Jane Wyman l'Oscar de la meilleure actrice, et celui de La Nuit de Michelangelo Antonioni. De même, par peur de la scène, elle renonce à participer à la création de Thé et Sympathie, qui connaît ensuite le succès avec Ingrid Bergman.
L'Évadée]] (1946).
Elle reçoit en revanche le premier prix d'interprétation féminine de l'histoire du Festival de Cannes en 1946 pour le rôle de Gertrude dans La Symphonie pastorale de Jean Delannoy.
En 1948, elle divorce de William Marshall, puis épouse en 1950 l'acteur Henri Vidal ; ils tourneront plusieurs films ensemble. En 1955, elle forme un couple avec Gérard Philipe dans Les Grandes Manœuvres de René Clair. Elle est alors au summum de sa célébrité. En 1957, elle tourne Retour de manivelle, film qui marque un tournant dans sa carrière : incarnant jusqu'ici principalement des héroïnes fragiles, elle y joue une femme fatale de série noire, ce qui lui vaut ce jugement : {{Citation}}.
Après le décès d'Henri Vidal en 1959, elle devient la compagne du cinéaste Gérard Oury, rencontré sur le tournage du film Le Miroir à deux faces d'André Cayatte l'année précédente. Le couple restera ensemble jusqu'au décès d'Oury en 2006.
Après Benjamin ou les Mémoires d'un puceau en 1967, Michèle Morgan suspend sa carrière, enregistre des poèmes et se consacre essentiellement à la peinture, dont la passion correspond à sa rencontre avec le peintre franco-polonais Moïse Kisling qui avait réalisé son portrait en 1943 à Los Angeles, et à la haute couture. Elle réapparaît épisodiquement pour la télévision, le cinéma ou le théâtre. Elle préside le jury du Festival de Cannes 1971.
Son regard, d'un bleu limpide, un peu énigmatique et lointain, et qui fut parfois comparé à celui de Garbo, inspira à Jacques Prévert l'une des répliques les plus célèbres du cinéma dans Le Quai des brumes de Marcel Carné où le personnage incarné par Jean Gabin lui murmure : « T'as d'beaux yeux, tu sais. » Le titre de ses mémoires publiées en 1977 y fait également référence : Avec ces yeux-là.