Issu du milieu du théâtre, Jacques Simonet, dit Jacques Perrin, est le fils d’Alexandre Simonet, régisseur à la Comédie-Française, puis souffleur au TNP de Jean Vilar, et de la comédienne Marie Perrin (dont il a plus tard adopté le matronyme comme nom de scène).
Jacques Perrin est admis au Conservatoire d’Art Dramatique de Paris à l’âge de 17 ans avec l’une de ses sœurs, Eva, dans la classe de Jean Yonnel, qu’il quitte rapidement pour monter sur les planches.
En 1960, le réalisateur italien Valério Zurlini l’engage aux côtés de Claudia Cardinale dans La Fille à la Valise. Il retrouve Valério Zurlini en 1962 pour Journal Intime (Cronaca Familiare) avec Marcello Mastroianni. Le film obtient le Lion d’Or au Festival de Venise. Il tourne ensuite avec Pierre Schoendoerffer La 317ème Section puis Compartiments Tueurs, le premier film de Costa Gavras.
En 1966, il est engagé par Vittorio de Seta pour le tournage du film Un Homme à moitié ; c’est pour ce film, et un film espagnol d’Angelino Fons, La Busca, qu’il obtient La Coupe Volpi de la Meilleure Interprétation Masculine au Festival de Venise en 1967. Il est également le partenaire de Catherine Deneuve dans deux films de Jacques Demy Les Demoiselles de Rochefort (1967) puis Peau d’âne (1970).