Urodzony w Montrealu, studiował w Ahuntsic College i na Uniwersytecie w Montrealu. W 1992 roku jego pierwszy film krótkometrażowy, Stereotypes, otrzymał liczne nagrody na kilku festiwalach filmowych. Jego kolejne filmy krótkometrażowe, Les Fleurs Magiques (1995) i Les Mots Magiques (1998) także zdobyły wiele prestiżowych nagród. W 1995 roku Jean-Marc Vallée wyreżyserował swój pierwszy film pełnometrażowy, Liste noire, który został w Quebecu najbardziej kasowym filmem tego roku i został nominowany do dziewięciu Genie Awards. Po odniesieniu sukcesu Jean-Marc przeniósł się do Hollywood, gdzie wyreżyserował odcinek serialu "Strangers" i film Los Locos (1998) - western z Cubą Goodingiem Jr. w roli głównej. W 1998 roku wyreżyserował też dwa odcinki serialu telewizyjnego "The Secret Adventures of Jules Verne". Od tego czasu Jean-Marc Vallée stał się jednym z najbardziej uznanych reżyserów reklam w Quebecu. W 2005 roku C.R.A.Z.Y. wywołał sensację, zarabiając w samym Quebecu niemal 6 milionów dolarów. Film zyskał też jednogłośny poklask krytyków i został pokazany na wielu festiwalach filmowych.