Baignant dans le monde du théâtre depuis sa prime jeunesse, Jacques Perrin entre au Conservatoire d'art dramatique dans la classe de Jean Yonnel. Il débute au théâtre dans L'Année du bac mis en scène par Yves Boisset avant d'apparaître furtivement dans plusieurs films.
C'est le réalisateur italien Valerio Zurlini qui, le premier, utilise le visage de jeune adolescent romantique de Jacques Perrin dans des mélodrames : La fille à la valise (1960) puis Journal intime (1962). En 1964, Jacques Perrin joue de nouveau de son apparente juvénilité dans La 317e Section de Pierre Schoendoerffer, un film qui le mène dans la brousse cambodgienne. La même année, il tourne sous la direction de Costa-Gavras Compartiments tueurs avant d'être mis en scène par Claude Chabrol dans La ligne de démarcation (1966). Jacques Demy l'utilise ensuite en militaire romantique dans la comédie musicale Les demoiselles de Rochefort (id.) et plus tard dans Peau d'âne (1970). Ses débuts de carrière sont récompensés à Venise en 1965 où il reçoit le prix d'interprétation pour Un homme à moitié de Vittorio De Seta. Jacques Perrin sait se montrer un brillant homme d'affaires : à peine âgé d'une trentaine d'années, il fonde en 1966 sa maison de production, "Reggane", et fait ses preuves en finançant la mise en scène de Z (1968) de Costa-Gavras, un des premiers films politiques. Le succès de ce film lui permet de produire d'autres réalisations, et notamment celles de Costa-Gavras (Etat de siège, 1972 et Section spéciale, 1974) dans lequel il joue également. En 1977, Pierre Schoendoerffer fait de nouveau appel à lui pour Le Crabe-Tambour, un rôle atypique qui le sort des personnages romantiques qu'il a l'habitude d'interpréter. Les deux hommes collaborent ensuite avec L'honneur d'un capitaine (1982). Homme de cinéma accompli et curieux, Jacques Perrin mène de front ses deux carrières, produisant et interprétant par exemple le film de Christian de Chalonge, Les Quarantièmes Rugissants (1981), évocation de la course des navigateurs autour du monde. Au cours des années 1980, il apparaît dans plusieurs films (Cinéma Paradiso, 1988, de Guiseppe Tornatore ; Vanille-fraise, 1989, de Gérard Oury) et produit des oeuvres à risques (Le peuple singe, 1984, de Gérard Vienne ; Microcosmos, 1995, célèbre voyage à travers la vie des insectes signé Claude Nuridsany et Marie Pérennou, pour lequel il reçoit en 1997 le césar du meilleur producteur).
Egalement acteur et producteur pour la télévision, Jacques Perrin joue dans Médecins des hommes, dans Le Biafra et dans Mer de Chine, dont il est aussi le réalisateur. Parmi ses autres participations, on note Manon Roland (1989) d'Edouard Molinaro, Le Château des oliviers (1992) de Nicolas Gessner ou Groupe nuit (1995) de Patrick Jarmain. En 1995, il produit et assure le commentaire du film dédié au septième art, Les Enfants de Lumière.
Courts métrages 1970 | Indochine suite | Jacques Perrin |
| 1970 | Regards Cameroun | Jacques Perrin |
| 1994 | Espérance | Jacques Perrin |
| 1970 | Indochine suite | Jacques Perrin |
| 1970 | Regards Cameroun | Jacques Perrin |
| 1968 | Ajoncs (Les) | René Vautier |
| 1994 | Espérance | Jacques Perrin |
| 2004 | Carnet rouge (Le) | Mathieu Simonet |
Longs métrages| 2000 | Peuple migrateur (Le) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud, Michel Debats |
| 2008 | Empire du milieu du sud (L') | Eric Deroo, Jacques Perrin |
| 2009 | Océans | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 2015 | Saisons (Les) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 2000 | Peuple migrateur (Le) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud, Michel Debats |
| 2015 | Saisons (Les) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 1997 | Himalaya, l'enfance d'un chef | Eric Valli |
| 2009 | Océans | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 1970 | Guerre d'Algérie (La) | Philippe Monnier, Yves Courrière |
| 1972 | Etat de siège | Costa-Gavras |
| 1974 | Section spéciale | Costa-Gavras |
| 1975 | Ce gamin-là | Renaud Victor |
| 1975 | Spirale (La) | Armand Mattelart, Jacqueline Meppiel, Valérie Mayoux |
| 1976 | Désert des Tartares (Le) | Valerio Zurlini |
| 1978 | Adoption (L') | Marc Grunebaum |
| 1981 | Quarantièmes rugissants (Les) | Christian de Chalonge |
| 1984 | Peuple singe (Le) | Gérard Vienne |
| 1994 | Enfants de Lumière (Les) | Yves Deschamps |
| 1995 | Agneaux (Les) | Marcel Schüpbach |
| 1995 | Microcosmos | Marie Pérennou, Claude Nuridsany |
| 1998 | Trench (The) La Tranchée | William Boyd |
| 2000 | Peuple migrateur (Le) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud, Michel Debats |
| 2003 | Choristes (Les) | Christophe Barratier |
| 2007 | Faubourg 36 | Christophe Barratier |
| 2007 | Modern love | Stéphane Kazandjian |
| 2007 | Tabarly | Pierre Marcel |
| 2008 | Empire du milieu du sud (L') | Eric Deroo, Jacques Perrin |
| 2009 | Océans | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 2015 | Mia et le lion blanc | Gilles de Maistre |
| 2015 | Saisons (Les) | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 2017 | Mercy (The) Le Jour de mon retour | James Marsh |
| 2019 | Loup et le lion (Le) | Gilles de Maistre |
| 1968 | Z | Costa-Gavras |
| 1976 | Victoire en chantant = Noirs et Blancs en couleurs (La) | Jean-Jacques Annaud |
| 1991 | Guelwaar | Ousmane Sembene |
| 1991 | Hors la vie | Maroun Bagdadi |
| 1997 | Himalaya, l'enfance d'un chef | Eric Valli |
| 2002 | September 11 : Burkina Faso | Idrissa Ouedraogo |
| 2002 | September 11 : Egypte | Youssef Chahine |
| 2002 | September 11 : Etats-Unis | Sean Penn |
| 2002 | September 11 : France | Claude Lelouch |
| 2002 | September 11 : Inde | Mira Nair |
| 2002 | September 11 : Iran | Samira Makhmalbaf |
| 2002 | September 11 : Israël | Amos Gitai |
| 2002 | September 11 : Japon | Shôhei Imamura |
| 2002 | September 11 : Mexique | Alejandro González Iñárritu |
| 2002 | September 11 : Royaume-Uni | Ken Loach |
| 2003 | Vie comme elle va (La) | Jean-Henri Meunier |
| 2008 | Bel âge (Le) | Laurent Perreau |
| 2015 | Outsider (L') | Christophe Barratier |
| 2016 | Voyage of Time : Life's Journey Voyage of Time : Au fil de la vie | Terrence Malick |
| 1957 | Peau de l'ours (La) | Claude Boissol |
| 1958 | Tricheurs (Les) | Marcel Carné |
| 1959 | Verte moisson (La) | François Villiers |
| 1960 | Nymphettes (Les) | Henri Zaphiratos |
| 1960 | Ragazza con la valigia (La) Fille à la valise | Valerio Zurlini |
| 1960 | Vérité (La) | Henri-Georges Clouzot |
| 1961 | Croulants se portent bien (Les) | Jean Boyer |
| 1961 | Soleil dans l'oeil (Le) | Jacques Bourdon |
| 1962 | Cronaca familiare Journal intime | Valerio Zurlini |
| 1962 | Et Satan conduit le bal | Grisha Dabat |
| 1963 | Calda vita (La) [La Vie ardente] = [Ardente jeunesse] | Florestano Vancini |
| 1963 | Corruzione (La) Corruption | Mauro Bolognini |
| 1963 | Fornaretto di Venezia (Il) Le Procès des doges = Le Petit boulanger de Venise | Duccio Tessari |
| 1964 | 317ème section (La) | Pierre Schoendoerffer |
| 1964 | Chance et l'amour : Les Fiancés de la chance (La) | Eric Schlumberger |
| 1964 | Compartiment tueurs | Costa-Gavras |
| 1965 | Oltraggio al pudore [Filles et garçons] | Silvio Amadio |
| 1965 | Rose rosse per Angelica Le Chevalier à la rose rouge | Steno |
| 1965 | Un uomo a metà Un homme à moitié | Vittorio De Seta |
| 1966 | Busca (La) | Angelino Fons |
| 1966 | Demoiselles de Rochefort (Les) | Jacques Demy |
| 1966 | Horizon (L') | Jacques Rouffio |
| 1966 | Ligne de démarcation (La) | Claude Chabrol |
| 1966 | Un homme de trop | Costa-Gavras |
| 1967 | Écume des jours (L') | Charles Belmont |
| 1967 | Grand dadais (Le) | Pierre Granier-Deferre |
| 1967 | Petite vertu (La) | Serge Korber |
| 1967 | Vivre la nuit | Marcel Camus |
| 1968 | Z | Costa-Gavras |
| 1969 | Américain (L') | Marcel Bozzuffi |
| 1969 | Invitée (L') | Vittorio De Seta |
| 1970 | Blanche | Walerian Borowczyk |
| 1970 | Etrangleur (L') | Paul Vecchiali |
| 1970 | Goya | Nino Quevedo |
| 1970 | Peau d'Ane | Jacques Demy |
| 1972 | Etat de siège | Costa-Gavras |
| 1973 | Home sweet home La Fête à Jules | Benoît Lamy |
| 1974 | Section spéciale | Costa-Gavras |
| 1976 | Désert des Tartares (Le) | Valerio Zurlini |
| 1977 | Crabe-tambour (Le) | Pierre Schoendoerffer |
| 1977 | Part du feu (La) | Etienne Périer |
| 1977 | Raoni | Jean-Pierre Dutilleux |
| 1978 | Adoption (L') | Marc Grunebaum |
| 1979 | Légion saute sur Kolwezi (La) | Raoul Coutard |
| 1980 | Disubbidienza (La) Désobéissance | Aldo Lado |
| 1980 | Sang du flamboyant (Le) | François Migeat |
| 1980 | Une robe noire pour un tueur | José Giovanni |
| 1981 | Quarantièmes rugissants (Les) | Christian de Chalonge |
| 1982 | Honneur d'un capitaine (L') | Pierre Schoendoerffer |
| 1983 | Juge (Le) | Philippe Lefebvre |
| 1984 | Année des méduses (L') | Christopher Frank |
| 1984 | Paroles et musique | Elie Chouraqui |
| 1985 | Parole de flic | José Pinheiro |
| 1988 | Nuovo Cinema Paradiso Cinema Paradiso | Giuseppe Tornatore |
| 1989 | Vanille fraise | Gérard Oury |
| 1990 | Contre-allée (La) | Isabel Sebastian |
| 1990 | Fuga dal paradiso La Fuite au paradis | Ettore Pasculli |
| 1990 | In nome del popolo sovrano Au nom du peuple souverain | Luigi Magni |
| 1991 | Chi tocca muore | Piernico Solinas |
| 1991 | Eaux dormantes (Les) | Jacques Tréfouël |
| 1991 | Ombre (L') | Claude Goretta |
| 1991 | Rien que des mensonges | Paule Muret |
| 1992 | Corsa dell'innocente (La) Course de l'innocent | Carlo Carlei |
| 1992 | Demoiselles ont eu 25 ans (Les) | Agnès Varda |
| 1992 | Lungo silenzio (Il) | Margarethe von Trotta |
| 1993 | C'è Kim Novak al telefono | Enrico Roseo |
| 1993 | Montparnasse-Pondichery | Yves Robert |
| 1994 | Hirondelles ne meurent pas à Jérusalem (Les) | Ridha Behi |
| 1995 | Microcosmos | Marie Pérennou, Claude Nuridsany |
| 1998 | C'est pas ma faute | Jacques Monnet |
| 1998 | Hathi | Philippe Gautier |
| 1998 | Scènes de crimes | Frédéric Schoendoerffer |
| 1999 | Prima la musica poi le parole | Fulvio Wetzl |
| 2000 | Pacte des loups (Le) | Christophe Gans |
| 2001 | Deep Blue La Planète bleue | Alastair Fothergill, Andy Byatt |
| 2001 | Là-haut | Pierre Schoendoerffer |
| 2001 | Ti voglio bene, Eugenio | Francisco Josè Fernandez |
| 2003 | Choristes (Les) | Christophe Barratier |
| 2004 | Enfer (L') | Danis Tanovic |
| 2004 | Petit lieutenant (Le) | Xavier Beauvois |
| 2008 | Konferenz der Tiere Animaux et Cie | Reinhard Klooss, Holger Tappe |
| 2009 | Océans | Jacques Perrin, Jacques Cluzaud |
| 2010 | Vittorio racconta Gassman - Una vita da mattatore [Vittorio raconte Gassman] | Giancarlo Scarchilli |
| 2011 | Pierre Schoendoerffer, la sentinelle de la mémoire | Raphaël Millet |
| 2017 | Rémi sans famille | Antoine Blossier |
| 2020 | Goliath | Frédéric Tellier |
| 2020 | Poumon vert et tapis rouge | Luc Marescot |