1965 lernte Deneuve auch den britischen Modefotografen David Bailey kennen, den sie im selben Jahr heiratete. Die Ehe überstand das verflixte siebte Jahr nicht, das Paar ließ sich 1972 scheiden. Heute sagt Deneuve über die Ehe: "Wozu heiraten, wenn es die Möglichkeit der Scheidung gibt?"