Començà treballant a l’empresa constructora familiar, però gradualment es decantà per la interpretació. S'inicià en el teatre de cabaret i posteriorment formà la companyia Bande du Carré Blanc, que obtingué un notable èxit i, a partir del 1997, aparegué en produccions televisives. En 1999-2003 coprotagonitzà amb la seva esposa, Alexandra Lamy, Un gars, une fille, telesèrie de gran èxit.
Debutà el 2002 en el cinema amb un curt i en Ah! Si j'étais riche, de G. Bitton i M. Munz. Ja com a protagonista seguiren Bienvenue chez les Rozes (2003), de Francis Pallau, Brice de Nice (2005), de James Huth, el guió del qual escrigué Dujardin, L’Amour aux trousses (2005), de Philippe de Chauveron, 99 francs (2007), de Jan Kounen, Ca$h (2008), d’Eric Besnard, Lucky Luke (2009), de James Huth, i Un homme et son chien (2009), de Francis Huster, entre d’altres.
Fou, però, l’associació amb el director Michel Hazanavicius la que li donà una major projecció, tant a França com internacionalment, primer amb les paròdies d’espionatge OSS 117 : Le Caire, nid d’espions (2006) i OSS 117: Rio ne réponds pas (2009) i, posteriorment, amb el film The Artist (2011), amb el qual aconseguí el premi d’interpretació masculina al Festival de Canes de 2011 i l’Oscar al millor actor (2012), el primer actor francès reconegut amb aquest guardó.