Fils d'un médecin et d'une chanteuse d'opéra, qui lui transmet son goût pour le monde de l'art et du spectacle, Jean-Pierre Crochon intègre le Cours Simon après avoir passé son baccalauréat. Passionné de comédie musicale, celui qui choisira bientôt pour pseudonyme Cassel fréquente à cette époque les clubs de Saint-Germain-des-Près, où il rencontre une de ses idoles, Gene Kelly - la star américaine enseignera un pas de claquette au comédien, qui fera une apparition, non créditée, dans The Happy road, réalisé par Kelly en 1958. Dès 1953 et La Route du bonheur, Jean-Pierre Cassel trouve de petits rôles au cinéma. Il accède à la notoriété quelques années plus tard grâce à un autre débutant, Philippe de Broca, qui le remarque au théâtre et en fait le héros des Jeux de l'amour (1960), première d'une série de brillantes comédies écrites par Daniel Boulanger. Mais Cassel est aussi très vite sollicité par de glorieux aînés qui ont pour nom Renoir (Le Caporal épinglé, dans lequel il tient le rôle-titre en 1962), René Clair et Abel Gance. En 1969, le comédien est "l'ours" face à la poupée Bardot dans la fable de Michel Deville, un cinéaste qui lui confiera cinq ans plus tard un rôle de manipulateur dans Le Mouton enragé. Mais c'est le malicieux Chabrol, qui, le premier, mit à mal son image d'aimable séducteur avec La Rupture en 1970.Jean-Pierre Cassel figure au générique de plusieurs oeuvres marquantes du cinéma français des années 60 et 70, de L'Armée des ombres de Melville au film à succès Docteur Françoise Gailland en passant par Paris brûle-t-il ? et Le Charme discret de la bourgeoisie de Buñuel, dans lesquels son mélange d'élégance et d'ironie font merveille. Mais de grands noms du cinéma international font également appel au gentleman Cassel, parmi lesquels Richard Lester -le comédien est Louis XIII dans Les Trois Mousquetaires en 1973-, Sidney Lumet, Joseph Losey et Robert Altman. Si, dans les années 80 et 90, l'acteur est plus présent sur le petit écran et sur les planches que dans les salles obscures, on signalera ses retrouvailles avec de vieilles connaissances : de Broca (Chouans ! en 1988) et Chabrol (La Cérémonie en 1995). La décennie suivante permet de constater que la jeune génération de cinéastes n'a pas oublié Jean-Pierre Cassel, à l'affiche notamment des Rivières Pourpres (avec son fils Vincent) et de Narco (2004), dans lequel il interprète le père de Guillaume Canet.
