Hijo del director teatral de la Comédie-Française Maxence Perrin y de la actriz Mathieu Simonet, desde su infancia creció en un ambiente teatral. Jacques Perrin estudió en el Conservatorio de Arte Dramático, donde recibió clases de Jean Yonnel. Pronto intervendrá en montajes teatrales.

 En el cine recibirá su primer papel importante en la película La ragazza con la valigia (La chica con la maleta, 1960) de Valerio Zurlini. Con este mismo director rodará en 1962 Cronaca familiare (Crónica familiar), película basada en una novela de Vasco Pratolini y en la que Perrin compartirá protagonismo con Marcello Mastroianni. Estas interpretaciones le permitirán iniciar una importante carrera internacional: en 1965 rueda bajo las órdenes de Costa-Gavras la película Compartiment tueurs (Los raíles del crimen) y en 1966 la adaptación de la novela de Pío Baroja La busca, dirigida por Angelino Fons.

En 1968 funda su propia productora cinematográfica, Reggane Films, que financia películas como Z de Costa-Gavras (1968) o Le Crabe-tambour de Pierre Schoendoerffer (1977). En Z Perrin no sólo fue coproductor, sino que también intervino como actor, junto a Jean-Louis Trintignant, Yves Montand e Irene Papas. La película ganó el óscar a la mejor película de habla no inglesa en 1969.

Aunque continuó actuando en películas como Cinema Paradiso (Giuseppe Tornatore, 1989) o Los chicos del coro (Christophe Barratier, 2004), su labor profesional se ha centrado en la producción cinematográfica: ha financiado películas de gran éxito como el documental sobre la vida de los insectos Microcosmos: le peuple de l'herbe (Microcosmos, dirigida por Claude Nuridsany y Marie Pérennou, 1995), con el que Perrin ganó el premio César al mejor productor, Himalaya, l'enfance d'un chef (Himalaya, Éric Valli, 1999) o el documental sobre la migración de las aves Le Peuple migrateur (Nómadas del viento, 2001), que Perrin codirigió junto a Jacques Cluzaud y Michel Debats.