Réalisateur français de la Nouvelle vague, il était célèbre pour ses films Pierrot le fou, À bout de souffle, Bande à part, Alphaville et Vivre sa vie. Il avait reçu un César d'honneur, un Oscar d'honneur et le Prix Jean Vigo. Le dernier long métrage qu'il a réalisé était Adieu au langage, en 2014.
Il voulait étudier l'anthropologie à l'Université de la Sorbonne mais s'est finalement dirigé sur la réalisation de films.
Il avait commencé sa carrière dans le cinéma en tant que critique pour le grand magazine français Cahiers du Cinéma, dans lequel il avait publié sa première critique en 1952.
Il s'était marié pour la première fois avec Anne Wiamzemsky en juillet 1967, puis avec Anna Karina et Anne-Marie Mieville.
Il avait fait appel à la star Jean Paul Belmondo dans le film À bout de souffle en 1960.