Fue un catedrático de medicina experimental francés de la Universidad de Lyon. Pasó el año 1955 en el laboratorio de Horace Magoun en Long Beach, California. Desde entonces, asumió la investigación de neurofisiología experimental en la Facultad de Medicina de Lyon y de neurofisiología clínica en el Hospital Neurológico de Lyon. Fue el director de la Unidad de Investigación INSERM U 52 (Onirología molecular) y de la Unidad Asociada UA 1195 del CNRS (estados de vigilancia, neurobiología).

Describió las señales de electroencefalograma de la muerte cerebral en 1959, y en 1961 categorizó el sueño en dos etapas diferentes: sueño telencefálico (onda lenta) y sueño romboencefálico (sueño paradójico, conocido como sueño REM en los escritos en inglés sobre este tema).En La paradoja del sueño (MIT Press, 1999) Jouvet propone la teoría especulativa de que el propósito del sueño es un tipo de programación neurológica iterativa que trabaja para preservar una herencia psicológica individual, la base de la personalidad.

Fue elegido en 1977 en la Academia de Ciencias de Francia y recibió el Premio Intra-Sciences en Estados Unidos en 1981 y el Premio de la Foundation for the Medical Research en 1983. En 1991 fue galardonado con el prestigioso Prix mondial Cino Del Duca. Sus trabajos y los de su equipo han llevado el descubrimiento del sueño paradójico y su individualización como el tercer estado de funcionamiento del cerebro en 1959, al descubrimiento de su filogénesis y ontogénesis de sus principales mecanismos.