Après des études à l'Ecole des Arts Décoratifs de Nice, où il tourne ses premiers courts métrages, Jan Kounen officie en tant qu'assistant opérateur et réalisateur de vidéoclips et documentaires. En 1989, il se fait un nom avec le court métrage Gisele Kerosene, auréolé du Grand Prix de la catégorie au Festival du Film Fantastique d'Avoriaz.

Au début des années 90, Jan Kounen travaille beaucoup pour la publicité et signe deux nouveaux courts métrages très remarqués, Vibroboy et Le Petit chaperon rouge, ce dernier le voyant travailler avec Emmanuelle Béart. En 1996, il signe son premier long-métrage, l'excentrique et violent Dobermann, porté par Vincent Cassel.

Après le très controversé Dobermann, Jan Kounen part au Mexique et au Pérou, s'immerge dans la culture chamane et revient en 2004 avec le western Blueberry, adaptation de la célèbre bande-dessinée de Jean-Michel Charlier et Jean Moebius Giraud dont il donne le rôle-titre à son complice Vincent Cassel. La même année, il poursuit son étude du chamanisme avec le documentaire D'autres mondes.

Après avoir signé Darshan - l'étreinte (2005), Jan Kounen change d'univers en 2007 en mettant en scène la comédie 99 F, féroce satire du monde de la pub adaptée du best-seller de Frédéric Beigbeder et portée par Jean Dujardin. Réalisateur de clips publicitaires à ses débuts, Jan Kounen est parfaitement designé pour le poste...

Après avoir participé au projet 8 où il milite pour améliorer la santé maternelle dans le monde, il réalise Coco Chanel & Igor Stravinsky dans lequel il dépeint la liaison passionnée entre la célèbre couturière avec le compositeur russe. Porté par Anna Mouglalis et Mads Mikkelsen, le film fait le clôture du Festival de Cannes 2009.

En 2013, Jan Kounen réalise le téléfilm Le Vol des cigognes, un thriller adapté du roman du même nom écrit par Jean-Christophe Grangé. Il poursuit avec deux documentaires, Mère Océan, sur l'apnéiste Leina Sato et Vape Wave sur la cigarette électronique. En 2020, il revient à la fiction cinématographique avec Mon cousin, sa première comédie. Pour l'occasion, le metteur en scène dirige Vincent Lindon et François Damiens.

Cinq ans plus tard, Jan retrouve Jean Dujardin pour L'Homme qui rétrécit, nouvelle adaptation du roman de science-fiction de Richard Matheson qui a déjà donné lieu au classique de Jack Arnold sorti en 1957.