È stato un regista, sceneggiatore, produttore cinematografico, attore e critico cinematografico francese. Esordisce come regista dal 1958 (il suo primo film è L'età difficile) ed è ideatore della Nouvelle Vague (insieme con Godard, Malle, Chabrol), corrente che trae ispirazione dalla passata stagione del Neorealismo italiano e che influenzerà successivamente numerosi registi americani della New Hollywood. È stato teorico del cinema e critico di punta dei Cahiers du Cinéma.
Il vero e proprio debutto avviene nel 1959 con I quattrocento colpi, film autobiografico che gli consente di costruire una sorta di alter ego, Antoine Doinel, che permette a Truffaut di realizzare un importante esperimento cinematografico: seguire la vita di un uomo nelle sue diverse fasi. Gira così vari film con protagonista Antoine Doinel: Antoine e Colette (1962); L'amore a vent'anni; Baci rubati (1968), Non esageriamo... è soltanto questione di corna (1970).
Nel 1962 diventa conosciuto al grande pubblico grazie a Jules e Jim e al libro-intervista su Alfred Hitchcock: Il cinema secondo Hitchcock.