Бельмондо родился в 1933 году в департаменте Сены. Окончил Высшую национальную консерваторию драматического искусства, после этого начал сценическую карьеру. Большим прорывом Бельмондо стала роль Мишеля Пуакара в фильме «На последнем дыхании», вышедшем в 1960 году, после которого он стал звездой.
Он наиболее известен своими ролями в фильмах «Профессионал», «Чочара», «Великолепный», «Отверженные», «Борсалино» и другие.
Помимо съемок в кинокартинах он также проявил себя в театре.
После перенесенного в 2001 году инсульта Бельмондо прекратил актерскую деятельность, однако в 2008 году вернулся на съемочную площадку и сыграл в фильме Франсиса Юстера "Человек и его собака". В 2015 году он объявил о завершении карьеры в кино.
В 2016 году артист получил «Золотого льва» за вклад в кинематограф.