Laguionie se interesó inicialmente por el teatro de sombras, la decoración y el arte dramático. Gracias a su amigo Jacques Colombat,[3] se inició en la animación con Paul Grimault,[4] quien le dio la oportunidad de aprender las técnicas del cine de animación. Aunque eran muy amigos, Paul Grimault y Jean-François Laguionie rara vez trabajaron juntos, Grimault produjo los tres primeros cortometrajes de Laguionie).
Realizó varios cortometrajes, entre ellos el más conocido La Traversée de l'Atlantique à la rame (1978), que fue galardonado con una Palma de Oro al mejor cortometraje en el festival de Cine de Cannes, el Gran Premio en el Festival Internacional de Animación de Ottawa y el Premio César al mejor cortometraje de animación en la 4.ª edición de los Premios César.[5][6][7]
En 1973, abandonó París y se trasladó a Saint-Laurent-le-Minier.[8] Durante la realización de Gwen, o el libro de arena (Gwen, le livre de sable) en 1985, fundó «La Fabrique», un estudio de producción y realización de películas de animación. A pesar del reconocimiento de la crítica, Gwen solo obtuvo un moderado éxito de público. Hubo que esperar hasta 1999 para descubrir su segundo largometraje, Le Château des singes. Ese año, fue galardonado con la medalla de honor Albín Brunovský en la Bienal de Animación de Bratislava (BAB).[9]
En 2004 realizó su tercer largometraje L'Île de Black Mór. El cuarto, Le Tableau, que mezcla animación y tomas reales, se estrenó en noviembre de 2011. Dirigió su quinto largometraje, en 2016 Louise en invierno.
En 2018, fue el invitado de honor de la 34.ª edición de los Encuentros Cinematográficos de Gindou[8],[9] y en 2019, dirigió Le Voyage du prince, secuela indirecta de la película Le Château des singes. Ese mismo año, Laguionie recibió un Cristal de Honor en el Festival Internacional de Cine de Animación de Annecy por el conjunto de su obra.