Issu d'une famille de comédiens (il était le neveu de Georges Berr, un acteur membre de la Comédie-Française, et son frère fit une carrière de cinéaste sous le nom de François Villiers), Jean-Pierre Aumont s'inscrit au Conservatoire de Paris à 16 ans et joue son premier rôle dans Jean de la Lune. Doté d'une beauté physique particulièrement avantageuse, il n'eut aucun mal à accéder à des rôles de jeunes premiers au cinéma.
Jean Cocteau lui confie ainsi en 1934 le rôle d'OEdipe dans sa La Machine infernale.
Il obtient un rôle en 1938 dans Hôtel du Nord de Marcel Carné, avant de s'exiler aux États-Unis en 1940.
Il s'engage dans les Forces françaises libres en juin 1943 et fait partie des troupes qui libèrent la France, notamment en tant qu'aide de camp du général Diego Brosset, commandant la 1re division française libre. Il survivra à la chute de la jeep qui provoque la mort du général Brosset le 20 novembre 1944 au pont du Rahin, à Champagney dans la Haute-Saône.
Il épouse l'actrice française
Blanche Montel. Il repart pour les États-Unis, où il se remarie avec
María Montez, avec laquelle il aura une fille
Tina Aumont (1946-2006). Il épouse en troisièmes noces
Marisa Pavan, avec qui il aura deux fils, Jean-Claude Aumont (1957) et Patrick Aumont (1959).
Jean-Pierre Aumont joue en 1973 dans La Nuit américaine de François Truffaut puis dans diverses productions étrangères.
Il est membre du jury de Miss Univers en 1973 à Athènes en Grèce.
On lui connaît des liaisons amoureuses avec
Joan Crawford,
Grace Kelly,
Hedy Lamarr,
Vivien Leigh et
Barbara Stanwyck.
Il meurt à 90 ans d'une crise cardiaque à Saint-Tropez.
Une plaque en hommage à Jean-Pierre Aumont a été dévoilée le 28 septembre 2008 au 4, allée des Brouillards dans le 18e arrondissement de Paris.