Jacques Deray débute comme acteur dans de petits rôles au cinéma. Devenu assistant en 1953, il travaille notamment avec Gilles Grangier, Luis Buñuel et Jules Dassin. Il aborde la réalisation en 1960 avec Le Gigolo, drame psychologique interprété par Alida Valli et Jean-Claude Brialy. Son deuxième film, Rififi à Tokyo (1963), film policier entièrement tourné au Japon, reçoit une critique très favorable sans pour autant connaître un réel succès public. Mais Deray y confirme ses qualités d'habile technicien de la mise en scène pour films de genre, en particulier policier.
Il faut attendre 1969 et le succès de La Piscine pour que Deray soit considéré comme un cinéaste populaire de premier ordre et que débutent ses longues collaborations avec l'acteur Alain Delon et le scénariste Jean-Claude Carrière. La Piscine est un sombre drame psychologique dans lequel Delon incarne un écrivain médiocre. Sont aussi présents Romy Schneider, Maurice Ronet et Jane Birkin. Presque 40 ans plus tard, La Piscine fera l'objet d'un remake réalisé par Luca Guadagnino.
Le film suivant que signe Deray, Borsalino, est produit par Alain Delon et réunit Delon et Jean-Paul Belmondo, qui sont alors les deux vedettes les plus populaires de France. Film assez violent, surtout dans le contexte du cinéma français de l’époque, Borsalino est une évocation de la pègre marseillaise des années 1930. Le film, qui s'inspire du livre Bandits à Marseille d'Eugène Saccomano, sera le plus grand succès populaire de Deray tant en France qu'au niveau international. Aux Etats-Unis, Borsalino sera en nomination pour le Golden Globe du meilleur film étranger.
Deray aborde une veine plus intimiste avec Un peu de soleil dans l'eau froide, une adaptation d’un roman de Françoise Sagan dans laquelle les rôles principaux sont tenus par Claudine Auger et Marc Porel. On note aussi la présence d’un Gérard Depardieu alors quasi débutant. Deray signe aussi Doucement les basses, une des rares comédies de sa carrière. Le film met à nouveau en vedette Alain Delon et aborde par la bande le thème du célibat des prêtres. Doucement les basses fait face à une critique très moyenne et, malgré la présence de Delon, connait un succès tout juste passable.
Deray effectue un retour au polar avec Un homme est mort, long-métrage entièrement tourné aux États-Unis. Jean-Louis Trintignant y incarne un tueur à gages pourchassé par un collègue. Il signe aussi une suite de Borsalino, Borsalino & Co, dans laquelle seul Delon apparait. Le film n’a pas le même impact que son prédécesseur. Parmi ses autres films notables de cette époque, on compte Flic Story, qui relate la traque du gangster Émile Buisson par le policier Roger Borniche et Un papillon sur l'épaule, polar kafkaïen mettant Lino Ventura en vedette.
Belmondo et Deray collaborent une quatrième et dernière fois pour Le Solitaire, mais cette fois-ci, le succès est plutôt inférieur aux attentes. Deray s'éloigne de son genre de prédilection, le polar, en tournant le drame sentimental Maladie d'amour et le drame psychologique Les Bois noirs. Avec Netchaïev est de retour, adapté d'un roman de Jorge Semprún, Deray retrouve le ton du thriller politique typique des années 1970. Netchaïev est de retour est la première collaboration entre Deray et Yves Montand, dont ce sera l'avant-dernier film.
Cinéaste discret, la fin de sa carrière sera considérée par la critique comme décevante et son dernier film L'Ours en peluche, pourtant inspiré d'un livre de Georges Simenon, est particulièrement mal reçu. Deray ne se consacre plus alors qu'à la télévision.
Sépulture de Jacques Deray au cimetière de Garches.
Jacques Deray était marié depuis le à l'actrice, productrice et ancienne conseillère du CSA, Agnès Vincent Deray. Il a eu, plus tôt dans sa vie, une fille, Laurence. Atteint d'un cancer du pancréas depuis de longs mois, il meurt le 9 août 2003. Il est enterré au cimetière de Garches[2].