Nato a Neuilly-sur-Seine il 9 aprile 1933 - la madre era una pittrice francese; il padre Paul, di origini italiane, un noto scultore -, amante dello sport si dedica al pugilato per poi passare agli studi  al Conservatoire national supérieur d'Art Dramatique; da qui gli si aprono le porte dell’attività teatrale e recita in classici come L’avaro di Molière e Il Cyrano de Bergerac di Rostand.

Tuttavia,  lascia presto il teatro per passare al cinema, dove esordisce in alcuni ruoli secondari - A piedi… a cavallo… i automobile (1957) di Maurice Delbez, Les copains du dimanche (1958) di Henri Aisner, Peccatori in blue jeans (1958) di Marcel Carné, Una strana domenica (1959) di Marc Allégret, Angelica ragazza jet  (1959) di Geza von Radvanyi, con Romy Schneider, A doppia mandata (1959) di Claude Chabrol, con Antonella Lualdi -  per poi conquistare il pubblico - sia francese sia internazionale - con il ruolo del nevrotico protagonista di Fino all’ultimo respiro (1960) di Jean-Luc Godard, con Jean Seberg, film-manifesto della Nouvelle Vague, a cui presta la sua baldanza da “simpatico gaglioffo”, e con quello del giovane intellettuale innamorato di Sophia Loren in La ciociara (1960) di Vittorio De Sica.

L’anno seguente interpreta la commedia musicale - omaggio al musical americano - La donna è donna (1961) di J.-L. Godard, con Anna Karina e Jean-Claude Brialy, uno fra i film più importanti della Nouvelle Vague. Il sodalizio con Godard valorizza notevolmente le sue doti artistiche connotandole di una vena ironica ed anticonformista.

Negli anni immediatamente successivi ripropone personaggi decisamente sfrontati: il sacerdote votato all’abnegazione e all’apparente insensibilità in Léon Morin, prete (1961) di Jean-Pierre Melville, il cinico sergente francese disgustato dalla guerra nell’antimilitarista Weekend a Zuydcoote (1964) di Henri Verneuil, con Catherine Spaak, l’intellettuale che rifiuta la vita borghese in  Il bandito delle ore undici (1965) di J.-L. Godard.

In alcuni casi accetta ruoli più interiori, che si rivela in grado di valorizzare al massimo, come ad esempio il folle innamorato che rimane vittima del fascino di Catherine Deneuve in La mia droga si chiama Julie (1969) di François Truffaut.

Dopo Borsalino (1970) di Jacques Deray, con Alain Delon, interpreta personaggi più di routine - Gli sposi dell’anno secondo (1971) di Jean-Paul Rappeneau, Gli scassinatori (1971) di Henry Verneuil, con Omar Sharif e Robert Hossein, Trappola per un lupo (1972) di Claude Chabrol, con Mia Farrow e Laura Antonelli, Come si distrugge la reputazione del più grande agente segreto del mondo (1973) di Philippe de Broca, con Jacqueline Bisset, Il poliziotto della brigata criminale (1975), Il cadavere del mio nemico (1977) e L’oro dei legionari (1984) di H. Verneuil, Poliziotto o canaglia (1979) e Joss il professionista (1981) di Georges Lautner, L’asso degli assi (1982) di Gérard Oury, Hold-up (1985) di Alexandre Arcady - ed alterna cinema e televisione, senza raggiungere il successo ottenuto negli anni Sessanta, ma fornendo ancora prove di alto livello come in Il clan dei marsigliesi (1972) di José Giovanni, con Claudia Cardinale, in Stavinsky il grande truffatore (1973) di Alain Resnais, con Charles Boyer, ed in Professione: poliziotto (1983) di Jacques Deray.

Fra gli altri film ricordiamo La viaccia (1961) di Mauro Bolognini, tratto dal romanzo L’eredità (1889) di Massimo Pratesi, in cui recita con una giovane Claudia Cardinale,  Cartouche (1962) di Philippe de Broca,   nuovamente con C. Cardinale, Lo spione (1962) di Jean-Pierre Melville, Quando torna l’inverno (1963) e Centomila dollari al sole (1964) di Henry Verneuil,  con il grande Jean Gabin, Mare matto (1963) di Renato Castellani, Lo sciacallo (1963) di Jean-Pierre Melville, Confetti al pepe (1963) di Jacques Baratier, L’uomo di Rio (1964) e L’uomo di Hong Kong (1965) di Philippe de Broca,  Scappamento aperto (1965)  e Un avventuriero a Tahiti (1966) di Jean Becker,  Parigi brucia? (1966) di René Clément,  Il ladro di Parigi (1967) di Louis Malle, Criminal Face - Storia di un criminale (1968) di Robert Enrico, Un tipo che mi piace (1969), Una vita non basta (1988) e I miserabili (1995 di Claude Lelouch, Il cervello (1969) di Gerard Oury, Tenero e violento (1987) di Jacques Deray, L’inconnu dans la maison (1992) di Georges Lautner, Cento e una notte (1995) di Agnès Varda, Uno dei due (1998) di Patrice Leconte, Peut-etre (1998) di Cédric Klapisch, Actors (2000) di Bertrand Blier, il fantascientifico Amazone (2000) di P. de Broca.

Nel 2002 viene colpito da ictus ischemico e, dopo un lungo percorso di riabilitazione, riesce a riprendersi. Nel 2008 torna al cinema in Un homme et son chien di Francis Huster, e poco dopo si era ritirato a vita privata.