Començà estudis d’enginyeria que abandonà per a ingressar al conservatori de París. Després d’algunes experiències a la ràdio, la televisió i el teatre col·laborà inicialment en la filmografia de Georges Franju (Hôtel des Invalides, 1952; La tête contre les murs, 1959; L’homme sans visage, 1960) i rebé un primer reconeixement amb Toute la mémoire du monde (1956), d’Alain Resnais. Aconseguí els seus grans èxits internacionals associat al director David Lean, especialment en les bandes sonores de Lawrence of Arabia (1962), Doctor Zhivago (1965) i A Passage to India (1984), que foren guardonades respectivament amb l’Oscar a la millor banda sonora. La seva producció supera els cent-seixanta títols, entre els quals, a més dels esmentats, destaquen The Longest Daiy (1962), de B. Wicki; Mourir à Madrid (1963), de F. Rossif; Paris brûle-t-il? (1966), de R. Clément; La cadutta degli dei (1969); The Life and Times of Judge Roy Bean (1972), de J. Huston; Die Blechtrommel (‘El timbal de llauna’, 1979), Witness (1985) i Dead Poets Society (1989), de P. Weir; The Bride (1985), de F. Roddam; Au nom de tous les miens (1985), de R. Enrico; Fatal Attraction (1987), d’A. Lyne; Giulia e Giulia (1987), de P. del Monte, premiat al Festival Internacional de Sitges; Gorillas in the Mist: The Story of Dian Fossey (1988), de M. Apted; Ghost (1990), de J. Zucker, i Sunshine (1999), d’I. Szabó. Des dels anys vuitanta tendí a emprar instruments electrònics enlloc d’orquestres simfòniques.
Rebé el premi a la trajectòria de l’Acadèmia Europea de Cinema (2005) i un Os d’Or honorífic del Festival de Berlín (2009). És pare del també compositor Jean-Michel Jarre.