Ölçülü oyunculuğuyla II. Dünya Savaşı sonrası Fransız sinemasının Jean-Paul Belmondo'yla birlikte en yetenekli aktörlerinden biri olarak kabul edilmektedir. 1956 yılında başladığı sinemada 2003 yılına kadar 130'un üzerinde filmde rol alan Trintignant ilerleyen yaşına rağmen 2011 yılında gösterime verilecek bir filmin çekimleriyle uğraşmaktadır. Bu arada üç filme senaryo yazmış olan oyuncu, iki filminde de yönetmenliğini üstlenmişti.
Costa-Gavras'ın 1969 tarihli Z (Ölümsüz) filminde canlandırdığı ' idealist savcı' rolüyle Cannes Film Festivali'nde Trintignant'a "en iyi erkek oyuncu" ödülü verildi. 1968 tarihli Alain Robbe-Grillet filmi L'homme qui ment'le de Berlin Film Festivali'nde yine "en iyi aktör" Gümüş Ayı ödülünü almıştı. 1972 yılında ise Jean-Louis Trintignant'a David di Donatello özel ödülü verildi.
11 Aralık 1930'da Fransa'nın güneyindeki Vaucluse ilinin Piolenc kasabasında doğan Jean-Louis Trintignant, 1950 yılında tiyatro eğitimi almak için Paris'e geldi ve hemen ertesi yıl daha 21 yaşındayken ilk tiyatro oyununda rol aldı. 1953 yılında tiyatro topluluğuyla ülke çapında turnelere çıktı, 1954'te tiyatroda ilk başrolünü oynadı. Sinemadaki ilk rolü ise 1955 yılında Si tous les gars du monde filmiyle geldi. Hemen ertesi yıl 1956'da Brigitte Bardot ve Curd Jürgens'le başrollerini paylaştığı, Roger Vadim'in yönettiği Et Dieu... créa la femme (Ve Tanrı Kadını Yarattı) filmiyle hemen uluslararası bir şöhrete erişti.
Ancak 1956'da çektiği 4. filmi Club de femmes'dan hemen sonra askere çağrıldı ve savaşın devam ettiği Cezayir'e gönderildi. Birkaç yıl sonra terhis olup Paris'e döndüğünde oyunculuktan soğumuştu. Tam her şeyi bırakacakken Paris'te Danimarka Kralı Hamlet rolünü oynadığı tiyatro oyununa gelen olumlu eleştiriler onun tekrar mesleğine ısınmasını sağladı. 1959 yılında ise yine bir Roger Vadim filmi olan Les Liaisons Dangereuses (Tehlikeli İlişkiler)'le sinemada tekrar yerini aldı. Aynı yıl İtalyanlarla ortak çevrilen Estate Violenta'da başrol oynadı. 1960'ta Le coeur battant adlı romantik komedide oynadı. Bunları bir Abel Gance filmi olan Austerlitz (1960) ve Georges Franju filmi Pleins Feux sur l'Assassin (1961) takip etti. 1962'de Dino Risi'nin yönettiği ve Vittorio Gassman ve Catherine Spaak'la başrollerini paylaştığı Il sorpasso adlı İtalyan yapımı film çok büyük başarı kazandı. Bu başarının üzerine devam filmi Il Successo (1963) geldi.
1966 Yılında Cannes Film Festivali'ne üç filmiyle birden katılmıştı. Festivalde bunlardan ilk ikisi, La longue marche ve Le dix-septième ciel dikkatleri çekmezken, Claude Lelouch'un yönettiği Un homme et une femme (Bir Kadın ve Bir Erkek) dünya çapında sansasyon yarattı ve uluslararası pazarda en fazla izlenen Fransız filmi oldu, dolayısıyla Trintignant da tekrar dünya çapında bir şöhret haline geldi.
René Clément'ın yönettiği Paris brûle-t-il? (Paris Yanıyor, 1966) ve karısı Nadine Trintignant'ın yönettiği Mon amour, mon amour (1967) dan sonra patolojik bir yalancıyı canlandırdığı yine bir Alain Robbe-Grillet filmi L'homme qui ment (1968) adlı savaş dramasıyla Berlin Film Festivali'nde yine "en iyi aktör" Gümüş Ayı ödülünü kazandı. Yine patolojik kişilikleri canlandırdığı birkaç filmden sonra sinemadaki en önemli filmlerinden biri daha geldi: 1969 tarihli Costa-Gavras filmi Z (Ölümsüz). Bu filmde canlandırdığı 'idelaist genç savcı' rolüyle Cannes Film Festivali'nde "en iyi erkek oyuncu" ödülünü kazandı. Aynı yıl Eric Rohmer'in yönettiği uluslararası çapta ses getiren filmi Ma Nuit chez Maud'de iki kadın arasında kalmış yalnız bir mühendisi oynuyordu.
1970'li yılarda önemli yönetmenlerle çalışmaya devam etti. Claude Lelouch'un Le Voyou (1970)'sü, Bernardo Bertolucci'nin usta işi Il Conformista (1971)'sı ve Philippe Labro'nun Sans mobile apparent'ı bunlardan bazılarıdır. Nihayet 1973 yılında Une Journée Bien Remplie adlı filmiyle ilk yönetmenlik denemesini yaptı. 1983 yılında tamamiyle İngilizce çekilen ilk filminde oynadı. Bu Roger Spottiswoode'un Nikaragua'daki iç savaş sırasında geçen Under Fire (Ateş Altında) adlı filmiydi ve Nick Nolte, Ed Harris ve Gene Hackman'la birlikte önemli rolleri paylaşıyorlardı. Bunun arkasından Francois Truffaut'nun ölmeden önce yönettiği son filmi olan Vivement Dimanche! (Neşeli Pazar, 1983)'ta başrolleri Fanny Ardant'la paylaştı. Claude Lelouch'un 1986'da çektiği devam filmi Un Homme et une Femme: Vingt Ans Déjà (Bir Kadın, Bir Erkek: 20 Yıl Sonra) tam bir başarısızlık oldu. Bu filmle birlikte Trintignant'ın şöhreti de hızla sönmeye başladı. Bir süre sadece Fransız filmlerinde oynadıktan sonra 1994'te Krzysztof Kieslowski'nin uluslararası baş yapıtı Trois couleurs: Rouge (Üç Renk: Kırmızı)'da rol aldı. Bundan sonra bazı filmlere sesiyle de katkıda bulundu. Bunlardan en önemlisi 1995 tarihli La cité des enfants perdus (Kayıp Çocuklar Şehri)'dür. İlerlemiş yaşına rağmen 2011 yılında gösterime verilecek Chez Gino adlı bir filmin çekimleriyle uğraşmaktadır.