Proveniente da una famiglia di industriali di Lione, Jacques Deray mostrò sin da giovane una propensione verso l’arte. Inizialmente avrebbe voluto fare l’attore, ma dopo alcuni deludenti tentativi con piccoli ruoli pensò di passare dietro la macchina da presa. Fu assistente alla regia di Jean Boyer, Gilles Grangier, Luis Buñuel e Jules Dassin, fin quando nel 1960 debuttò nella regia di un lungometraggio con Il Gigolò, interpretato tra gli altri da Alida Valli.

Fu subito attratto dal genere poliziesco del quale divenne uno specialista. Passando attraverso altri generi: dal thriller allo spionaggio, dal giallo al film d’azione, Deray ha dato un grande contributo all’affermazione del film poliziesco nel quale ha portato la letteratura d’autore (tra gli altri Robin Cook, Jean-Patrick Manchette e Georges Simenon) e nel quale è riuscito a coinvolgere tutti i migliori attori francesi della sua epoca (Yves Montand, Lino Ventura, Alain Delon, Jean-Louis Trintignant e soprattutto Jean-Paul Belmondo col quale fece dieci film).

Il suo primo successo fu La piscina (1969), con Alain Delon, Romy Schneider e Jane Birkin. Negli anni settanta ebbe le migliori affermazioni con Borsalino (1970) e Flic Story (1975).

Ancora buone prove e successi commerciali negli anni ottanta, ma il suo genere, un po’ in declino, segna il passo e dopo il 1994 lavorò soprattutto per la televisione. Era il padre della produttrice Laurence Deray. Morì di cancro nel 2003.