Aîné d'une famille marocaine de six enfants, Jamel passe toute son enfance à Trappes, en banlieue parisienne. À treize ans, il est victime d'un terrible accident et perd l'usage de son bras après avoir été happé par un R.E.R. À la même époque, sa fameuse "tchatche" est déjà repérée par Alain Degois, dit "Papy", éducateur et directeur du "Déclic Théâtre", compagnie théâtrale de la Cité des Merisiers à Trappes. Jamel fait ainsi ses débuts sur les planches et sera même finaliste du Championnat de France junior de la Ligue d'Improvisation Française.

Les choses s'enchaînent ensuite très vite : repéré en 1995 par Jean-Francois Bizot et Jacques Massadian, patrons de Radio Nova, il se voit directement proposer une rubrique quotidienne à la radio. Il fait ses débuts à la télévision sur Paris Première puis débarque dans "Nulle part ailleurs" et devient la nouvelle coqueluche de Canal +. De 1998 à 2002, il est au générique de la sitcom décalée H, aux côtés d'autres stars de l'humour : Eric Judor et Ramzy Bedia. Suivant le quotidien de trois internes dans un hôpital de banlieue parisienne, le programme devient culte au fil des années. Parallèlement à sa carrière télévisuelle, il triomphe avec son premier one-man-show. Il se dit très influencé par Albert Dupontel, mais voudrait s'en détacher et tendre plus du côté de Jerry Seinfeld ou Eddie Murphy.

Le cinéma ne pouvait que lui faire les yeux doux... S'il avait déjà joué dans deux courts métrages (Les Pierres bleues du désert (1992) de Nabil Ayouch et Y'a du foutage dans l'air (1996) de Djamel Bensalah) et fait une apparition éclair dans Les Deux papas et la maman (1996) de Jean-Marc Longval et Smaïn, il lui suffit de deux films pour s'imposer définitivement aux yeux des critiques et du public : Zonzon (1998), drame se déroulant dans le milieu carcéral de Laurent Bouhnik et Le Ciel, les oiseaux et... ta mère ! (1998), comédie populaire de Djamel Bensalah.

Changeant à nouveau de registre, il s'intègre à merveille dans l'univers de Jeunet en campant un commis d'épicerie brimé par son patron dans Le Fabuleux destin d'Amélie Poulain (2000). Autre gros succès français avec Astérix et Obélix : mission Cléopâtre (2001) d'Alain Chabat où il incarne un architecte maladroit chargé d'une mission de la plus haute importance. Le triomphe de son one man show "100 % Debbouze", entamé fin 2003, prouve une nouvelle fois le potentiel comique de l'acteur.

Désormais consacré en France, Jamel passe de l'autre côté de l'Atlantique. En 2004, le cinéaste Spike Lee lui ouvre les portes du cinéma hollywoodien en lui offrant un petit rôle dans la comédie She hate me. Il décroche ensuite son premier rôle principal au cinéma dans Angel-A de Luc Besson, dont le tournage est resté secret jusqu'à sa sortie en 2005. Puis, l'acteur rejoint Samy Naceri, Roschdy Zem et Sami Bouajila au casting d'Indigènes, présenté en compétition officielle du 59ème Festival de Cannes. Le parcours de ces quatre soldats oubliés de la première armée française recrutée en Afrique lui permet de quitter la Croisette avec le Prix Collectif d'Interprétation Masculine.

En 2006, le comédien participe au casting prestigieux du nouvel opus des aventures du célèbre gaulois, Astérix aux Jeux Olympiques, sous la direction de Thomas Langmann et Frédéric Forestier. Deux ans plus tard, jamais là où on l'attend, il rejoint le duo Agnès Jaoui / Jean-Pierre Bacri pour leur film Parlez-moi de la pluie. Il y incarne Karim, fils d'immigrés algériens vivant dans le sud de la France, engagé dans la réalisation d'un documentaire sur "les femmes qui ont réussi".

En 2010, Jamel Debbouze retrouve le Festival de Cannes, le metteur en scène Rachid Bouchareb et les comédiens Roschdy Zem et Sami Bouajila pour Hors-la-loi, film centré sur la guerre d'Algérie, quatre ans après Indigènes. Il oscille par la suite entre films d'auteurs et films plus populaires, tenant le rôle de Houshang dans Poulet aux prunes, le second film des réalisateurs de Persepolis. L'acteur retrouve également la comédie pure avec Hollywoo, aux côtés d'une autre humoriste issue des planches, Florence Foresti. 2012 est, quant à elle, l'année de ses retrouvailles avec son compère Alain Chabat, pour l'adaptation à gros budget d'un personnage d'André Franquin, le célèbre Marsupilami.

Après être apparu en dentiste dans le drame 360, en cousin de Tewfik Jallab dans la comédie dramatique Né quelque part et en marcheur contre le racisme dans La Marche, Jamel Debbouze prête sa voix à Art dans le prequel de Monstres & Cie, Monstre Academy. 

Il passe derrière la caméra pour la première fois avec Pourquoi j'ai pas mangé mon père, co-réalisé avec Fred Fougea, et entièrement filmé en performance-capture (une première européenne). Il y incarne le jeune Edouard, fils aîné du roi des simiens, extrêmement ingénieux et dirige, entre autres, son épouse Mélissa Theuriau et son ami Arié Elmaleh. Malgré son ambition et les moyens mis en œuvre, ce long-métrage familial naît dans des conditions difficiles et aboutit à un échec critique et public.

Il renoue avec le succès l'année suivante grâce à la comédie champêtre La Vache, qui suit le périple d'un paysan algérien qui traverse à pied la France accompagné de sa vache. Après avoir campé l'antagoniste de Kev Adams dans Alad'2, Jamel Debbouze s'offre une parenthèse dans le doublage avec Toy Story 4 et Le Roi Lion. Dans ce dernier, adaptation live du classique de Disney, il prête sa voix à l'attachant phacochère Timon. Un personnage qu'il retrouve en 2024 avec le prequel Mufasa : Le Roi Lion.

Il revient au cinéma en 2022 avec deux remakes : Citoyen d'honneur, adaptation du film argentin El ciudadano ilustre par le réalisateur de La Vache, et Le Nouveau Jouet, relecture de la comédie Le Jouet de Francis Veber. Plus de vingt ans après H, l'artiste retrouve son complice Ramzy Bedia pour une nouvelle sitcom diffusée sur Canal+ : Terminal, qu'il réalise, produit et interprète.

Il retrouve le haut de l'affiche en 2025 dans Mercato, thriller sur les traces d'un agent de joueur de foot. Un projet que Jamel Debbouze a porté durant des années, lui qui est un grand fan du ballon rond.