Jean-Paul Belmondo narodil se 9. dubna 1933, Neuilly-sur-Seine, Francie.

Pochází z umělecké rodiny, jeho otec byl francouzský sochař Paul Belmondo, matka (sicilského původu) byla malířka. Bratr Alain je režisér a producent a sestra Muriel tanečnice.

Byl dvakrát ženatý a má tři děti. Se svou první ženou Elodií Constantin se oženil 4. prosince 1953 a měli spolu dcery Patricii (zemřela 1994 při požáru) Florence a syna Paula. Jejich manželství skončilo v roce 1965 rozvodem.

Poté měl vztah se svými hereckými kolegyněmi Ursullou Andress a Laurou Antonelli.

Znovu se však oženil až v roce 2002. Jeho v pořadí druhá manželka Natty Belmondo mu v roce 2003 porodila další dceru, rozvedli se v roce 2008.

Žádné z jeho dětí se nevydalo na hereckou dráhu, ačkoli syn Paul se objevil v epizodní roli ve filmu Cesta rozmazleného dítěte.

Filmová kariéra Jeana-Paula Belmonda začala ve filmu Molihre (1956), jeho první velkou rolí však byla postava antihrdiny Michela Poiccarda ve filmu Na konci s dechem režiséra Jeana-Luca Godarda z roku 1960.

Později účinkoval ve filozofickém filmu Jeana-Pierra Melvilla "Léon Morin, kněz," také v dalších dvou Godardových filmech - Žena je žena, (1961) a Bláznivý Petříček (1965).

Postupně se začínal prosazovat v komerčnejších projektech, zejména v akčních filmech nebo komediích jako Muž z Ria (1965). Až do poloviny 80. let minulého století hrával Belmondo zejména akční, často cynické hrdiny.

Zahrál si Romy Schneiderovou, Catherine Deneuve, Alainem Delonem a dalšími tehdejšími velikány francouzského filmu. Velkou hvězdou se Belmondo stává zhruba v polovině 60. let.

Vedle jeho typických filmových postav, kde se kombinuje humor s jeho kaskadérskými kousky, mu velký úspěch přinesli i filmy, v nichž ztvárňuje vážné postavy, například Profesionál. Později se vrátil k divadlu, kde k překvapení diváků upřednostňoval klasické úlohy.

Mozková příhoda, která ho postihla v létě 2001 mu však nezabránila zcela přestat hrát. Jeho 95 filmových a 40 divadelních postav během 50 leté herecké kariéry obohatil zatím poslední rolí v nejnovějším filmu Muž a jeho pes.

V dubnu 2007 mu udělili nejvyšší francouzské státní vyznamenání, Řád čestné legie.