Fatou N'Diaye s'envole de son Sénégal natal pour Paris à l'âge de huit ans. En 1997, alors âgée de 17 ans, le célèbre photographe italien Oliviero Toscani la repère et l'encourage à travailler comme mannequin. Fort de son physique avantageux, elle se lance dans une carrière de top modèle tout en multipliant les castings pour le petit, comme pour le grand écran.

Elle trouve son premier rôle dans Fatou la Malienne de Daniel Vigne. Dans ce téléfilm diffusé en 2000, elle incarne le personnage principal, celui d'une jeune femme de 18 ans qui, le bac en poche, rêve de coiffer les mannequins lors des défilés de grands couturiers à Londres. Une ambition se heurtant à la volonté de ses parents (campés par Mariam Kaba et Pascal Nzonzi).

Fatou N'Diaye apparaît ensuite dans la comédie Astérix et Obélix : Mission Cléopâtre (2002), le film musical Nha fala (2003) et le drame Un dimanche à Kigali (2006). Mais c'est surtout à la télévision qu'elle est la plus active, comme en témoignent ses prestations dans les téléfilms Fatou l'espoir (suite de Fatou la Malienne), Cinq de cœur ou Merci papa, merci maman.

Durant les années 2010, la comédienne joue dans un ou plusieurs épisodes des séries (souvent policières) Maison close, Le Passage du désir, Engrenages et Capitaine Marleau.

Côté cinéma, Fatou N'Diaye campe une prostituée qui envoûte le cycliste toxicomane Vincent Rottiers dans le drame particulièrement sombre Un ange (2019). Un an plus tard, elle est choisie pour prendre part au très attendu OSS 117 : Alerte rouge en Afrique noire, troisième volet parodique consacré à Hubert Bonisseur de La Bath, l'hilarant espion toujours joué par Jean Dujardin.

Laurent Schenck