Poslije studija glume na Nacionalnom konzervatoriju dramskih umjetnosti, njegova glumačka karijera službeno je započela 1953. godine kada je dobio angažman u pariškom teatru L'Atelier.
Nakon niza manjih filmskih uloga i služenja vojske, 1958. stigla je i prva glavna uloga u filmu Les Copains du Dimanche.
Šezdesete su bile zlatno doba njegove karijere. Redatelj Jean-Luc Godard dao mu je glavnu ulogu u kultnom filmu À bout de souffle iz 1960. godine, a izvedba u ovom ostvarenju pretvorila ga je u glumačku ikonu francuskog Novog Vala.
Uloge u holivudskim produkcijama redom je odbijao jer nije imao namjeru učiti engleski jezik. Ne želi snimati filmove izvan Francuske. Ima gomilu scenarija na stolu, ali smatra da nema zašto ugrožavati svoj veliki uspjeh glumeći na engleskom umjesto na francuskom, kazao je jednom prilikom redatelj Mark Robson koji je Belmonda pokušao vrbovati za svoj film Lost Command iz 1966. godine.
Za razliku od mnogih kolega glumaca koji su za ostatak filmske ekipe bili prava mala noćna mora na setu, s Belmondom nije bilo teško raditi. Najbolje ga je opisao redatelj Henri Verneuil s kojim je snimio osam filmova: Ništa ga ne impresionira. Ne boji se opasnosti, rizika, ničeg ozbiljnog i važnog. Ništa mu ne treba objašnjavati. Nikad ne čita scenarij prije snimanja. Nikad ne pita kakav je bio u sceni. Nikad ne daje prijedloge.
Za medije je njegov privatni život bio jednako uzbudljiv kao i poslovni. Imao je 19 godina kada se oženio s plesačicom Elodie Constantin. Par je u braku dobio troje djece - 1953. kći Patriciju, 1958. kći Florence i 1963. sina Paula.
Onda je, dvije godine nakon rođenja sina, u Belmondov život ušetala fatalna Ursula Andress. Bondova djevojka začarala je svijet 1962. godine ulogom u filmu Dr. No, prvom iz serijala o tajnom agentu Jamesu Bondu.
Belmonda je upoznala na setu filma Les tribulations d'un chinois en chine. Redatelj filma Philippe de Broca kazao je da se isprva nisu podnosili do te mjere da uopće nisu razgovarali jedno s drugim.
Ursula je netom prije prekinula vezu s Marcellom Mastroiannijem iako je službeno još uvijek bila u braku s redateljem Johnom Derekom.
Iz šutnje se ubrzo rodila kemija između Belmonda i Ursule koja je svima postala očita. Tijekom snimanja započeli su aferu. Iako su pokušali biti diskretni, novinari su ih naposljetku razotkrili.
Elodie je nakon saznanja o preljubu odmah tražila razvod od glumca. Ursula i Belmondo odmah su počeli živjeti zajedno, a glumica se u međuvremenu službeno razvela od Johna Dereka.
Očeva strast prema Ursuli razorila je našu obitelj, ali shvaćam da je to važna epizoda u njegovu životu, komentirao je kasnije njegov sin Paul.
Voljeli su se strasno i još strastvenije se svađali, a jednu od svađa glumac je opisao u svojoj autobiografiji.
Vraćajući se iz kasnog noćnog izlaska tijekom kojeg je previše popio, Belmondo je naišao na zaključana vrata kuće u kojoj je živio s Ursulom: Odlučio sam se ljestvama popeti do prozora i taman kad sam htio pokucati, prozor se otvorio. Bila je to Ursula koja je vrištala: ‘Zar te nije sram?!’ Onda je odgurnula ljestve od prozora i mene skupa s njima.
Njihova turbulentna veza završila je 1972. godine. I dok je Belmondo nju nakon prekida nazivao jako lijepom i jako ljubomornom tigricom, Ursula je kasnije priznala kako je upravo on bio ljubav njezina života. Iako je romantična ljubav između njih pukla, prijateljstvo se ipak nastavilo do kraja Belmondova života.
Nakon Ursule osam je godina ljubio talijansku glumicu Lauru Antonelli, a toliko je potrajala i veza s brazilskom glumicom Marijom Carlos Sotto Mayo. Onda je 1989. upoznao 32 godine mlađu balerinu Natty Tardivel. Belmondo i Natty ozakonili su svoju dugu vezu tek 2002. i godinu dana kasnije dobili kći Stellu. Belmondo je tada imao 70 godina.
Par se naposljetku razveo 2008. godine. Natty mi je dala najveći dar koji muškarac može dobiti od žene, moju djevojčicu Stellu. Život nas je razdvojio, ali nikada neću zaboraviti kako je bila uz mene i koliko mi je pomagala, komentirao je nakon razvoda Belmondo, prisjetivši se moždanog udara kojeg je dobio 2001. godine.
Nije se smirio ni nakon braka s Natty. Upoznao je 42 godine mlađu manekenku i Playboyjevu zečicu Barbaru Gadolfi s kojom je bio u vezi do 2012. godine.
Kada su ga jednom novinari ispitivali o njegovom strastvenom ljubavnom životu, Belmondo je duhovito komentirao svoje zavodničke sposobnosti. K vragu, svi znaju da ružan muškarac s dobrom pričom dobiva sve cure, zaključio je legendarni glumac.
