Físico e químico francês nascido em Paris, genro do casal Curie, que juntamente com sua esposa, a também física francesa Irène Joliot-Curie, descobriu a radioatividade artificial. Formou-se em química industrial na École de Physique et de Chimie, em Paris (1923) e foi contratado como assistente de Marie Curie (1925) no Instituto do Rádio. 

Um ano depois, casou-se com Irène, filha da sua chefe, e adotaram a combinação Joliot-Curie, no nome do casal. Pesquisador do Radium Institute (1925-1931), com a esposa descobriu a radiatividade artificial, obtendo substâncias radioativas artificiais por meio do bombardeio com partículas alfa o boro, o alumínio e o magnésio, obtendo isótopos radioativos artificiais do nitrogênio, fósforo e alumínio (1934).

A descoberta desses elementos, usados para acompanhar alterações químicas e processos fisiológicos, proporcionou-lhes o Prêmio Nobel de Química (1935). Tornou-se professor do Collège de France (1937) e capitão da Artilharia Francesa, chefiando todas as experiências com rádio (1939). Inscreveu-se no Partido Comunista Francês (1940) e, durante a ocupação da França pelas tropas alemãs na Segunda Guerra Mundial, continuou o seu trabalho, tornando-se uma figura importante no movimento de resistência da Universidade de Paris. 

Ingressou nas academias de Ciência e Medicina (1943) e assumiu a direção do Centro de Pesquisas Científicas (1945). Integrou a comissão de Energia Atômica (1946-1950), sendo o primeiro alto-comissário de Energia Atômica do governo francês (1946), nomeado pelo General Charles de Gaulle, foi o delegado francês para a Comissão das Nações Unidas da Energia Atômica, em Nova York e presidiu o Conselho Mundial da Paz.

Anunciou a descoberta de uma nova partícula do núcleo atômico chamada mesatron lambda (1948). Juntamente com a esposa foi foi forçado a demitir-se da Comissão de Energia Nuclear da França (1950) sob a acusação de serem comunistas. Recebeu o Prêmio da Paz Estaline, atribuído pela União Soviética (1951). Ainda juntos desenvolveram estudos sobre a projeção dos núcleos, uma etapa essencial para a descoberta do nêutron, as reações em cadeia e as condições de realização de uma pilha atômica a urânio e água pesada. 

Também demonstrou na prática a fissão do urânio e fez construir o primeiro cíclotron, o acelerador de partículas, da Europa, porém não conseguiu evoluir nestas pesquisas em virtude da limitação dos equipamentos de seu laboratório, no Centro de Física Nuclear D’Orsay. Tornou-se membro do Comitê Central do Partido Comunista Francês (1956) e foi professor de Física Nuclear na Universidade de Paris (1956-1958) até morrer em Paris.