En tant que chanteur il deviendra, par sa collaboration avec le parolier Jacques Lanzmann, une des célébrités notables de l'époque yéyé, notamment avec les tubes Et moi et moi et moi, Mini mini mini, Les Play Boys, Les Cactus, J'aime les filles, Il est cinq heures Paris s'éveille, L'Hôtesse de l'Air, L'Opportuniste et Le Petit Jardin.

En 1973 Jacques Dutronc entame une carrière d'acteur au cinéma.En 1992 il obtient le César du meilleur acteur pour Van Gogh de Maurice Pialat. Un César d'honneur lui est remis en 2005 pour l'ensemble de cette carrière.

En 2014 et 2017 il forme avec Eddy Mitchell et Johnny Hallyday le trio Les Vieilles Canailles.