Trintignant zasłynął przede wszystkim rolami w "I Bóg stworzył kobietę" Rogera Vadima i "Kobieta i mężczyzna" Claude’a Leloucha. Pierwszy z tych obrazów stanowił przełom w jego karierze, drugi przyniósł mu sławę.
Na planie "I Bóg stworzył kobietę" nawiązał romans z Brigitte Bardot, która grała główną rolę kobiecą. - powiedziała później Bardot.
Zagrał w wielu ambitnych filmach, takich jak "Trzy kolory. Czerwony" Krzysztofa Kieślowskiego, "Konformista" Bernardo Bertolucciego, "Moja noc u Maud" Erica Rohmera, czy "Miłość" Michaela Haneke. Za tę ostatnią rolę otrzymał w 2013 roku nagrodę Cezara dla najlepszego aktora, a film został nagrodzony Złotą Palmą w Cannes w 2012 roku. Haneke powiedział, że napisał tę rolę specjalnie dla Trintignana.
Był jednym z najsłynniejszych aktorów francuskiej Nowej Fali, ale grał też w wielu filmach włoskich. Pracował z najlepszymi reżyserami jak Costa-Gavras, Francois Truffaud, Claude Chabrol, Ettore Scola, czy Dino Risi.
W 1994 roku, po nakręceniu "Trzy kolory. Czerwony", na 14 lat przestał grać w filmach i skoncentrował się na rolach teatralnych. Wrócił jednak do pracy na planie, gdy zagrał w "Miłości" Haneke.
Ostatni film z jego udziałem - "L'amour c'est mieux que la vie" (Miłość jest lepsza niż życie) Claude'a Leloucha, wejdzie na ekrany francuskich kin w bieżącym roku.
Trintignant był również kierowcą rajdowym, m.in. startował wielokrotnie w rajdowych samochodowych mistrzostwach świata i rajdzie Monte Carlo.
W 2018 roku zdiagnozowano u niego raka prostaty, w 2021 roku pojawiły się doniesienia, że aktor traci wzrok, a stan jego zdrowia pogorszył się znacząco.
Prezydent Francji Emmanuel Macron powiedział, że składa hołd "wielkiemu talentowi" Trintignana, aktora, który "towarzyszył nam przez całe życie".
