Fils de comédiens, Pierre Dux entre à la Comédie-Française en 1929 dans le rôle de Figaro du Barbier de Séville. Il crée le rôle de l'annoncier du Soulier de satin de Paul Claudel, mis en scène par
Jean-Louis Barrault en 1943.
En 1938, Pierre Dux,
Fernand Ledoux et
Alfred Adam, ouvrent un cours de théâtre dans un studio au dernier étage du Théâtre Pigalle.
En 1937, il met en scène L'Impromptu de Versailles de Molière, puis Ruy Blas de Victor Hugo et La Reine morte de Montherlant.
Sociétaire de la Comédie-Française de 1935 à son départ en 1945, il en est nommé administrateur général en 1944-1945 et de 1970 à 1979. Il obtient une réforme des statuts, puis une restauration de sa salle. De 1971 à 1979, il dirige, en même temps, le Théâtre de l'Odéon.
De 1948 à 1952, Marcel Karsenty et Pierre Dux prennent la direction du Théâtre de Paris.
De 1953 à 1956, il est professeur au Conservatoire national supérieur d'art dramatique de Paris où il a comme élèves :
Jean Rochefort,
Jean-Paul Belmondo,
Claude Rich, Pierre Vernier,
Catherine Samie.
Entre 1932 et 1990, il joue dans de nombreux films et séries télé.