Jean-Jacques Beineix débute comme assistant-réalisateur de Jean Becker sur la célèbre série télévisée Les saintes chéries (1964-1967) puis sur Le Cinéma de papa de Claude Berri en 1970. Il demeure assistant-réalisateur pendant une dizaine d'années, auprès de René Clément pour La Course du lièvre à travers les champs (1971) ou de Claude Zidi sur L' Animal par exemple en 1977. Cette même année il réalise son premier court métrage : Le Chien de M. Michel récompensé par le premier prix du Festival de Trouville.

Son premier long métrage Diva réalisé en 1980 connaît un succès populaire (2,28 millions d'entrées) couronné de quatre César en 1982. Son deuxième film La Lune dans le caniveau malgré sa sélection au festival de Cannes en 1983 sera un échec.

En 1984, à la lecture du manuscrit de Philippe Djian, il décide de réaliser 37°2 le matin dont l'actrice principale est Béatrice Dalle, jusqu'alors inconnue. Le carton du film (qui attire 3,6 millions de curieux en salles) et son interprétation la propulsent au rang de star. Il choisit Isabelle Pasco pour incarner le rôle-titre de Roselyne et les Lions en 1989 mais sans succès.

En 1993, avec IP5, il offre à Yves Montand son ultime interprétation. En adaptant le polar psychanalytique de Jean-Pierre Cattégno Mortel Transfert, il subit un revers critique et commercial. Il ne reviendra plus au cinéma jusqu'à son décès le 13 janvier 2022.