Яков Протазанов родился 4 февраля 1881 года в городе Москва. Рос в купеческой семье. В 1900 году окончил коммерческое училище и собирался поступать в институт, но семья разорилась, и ему пришлось зарабатывать на жизнь самостоятельно. Потом, получив небольшое наследство от тетушки, Протазанов путешествовал по Европе, где занимался самообразованием.
В 1907 году поступил на работу в московскую кинофирму, где и попробовал себя как сценарист. Дебютной работой стал «Бахчисарайский фонтан» в 1909 году. В 1911 году впервые выступил как режиссер с фильмом «Песнь каторжанина», и уже через три года завоевал репутацию наиболее культурного режиссера-профессионала. Вынужденный нередко заниматься коммерческими постановками, Протазанов уже в этот период своего творчества проявил высокий профессионализм. Несмотря на производственную гонку, ориентируясь в работе на метод Станиславского, Протазанов тщательно разрабатывал психологию и поведение своих героев.
В дореволюционном кино Яков Александрович снял около 80 фильмов, важное место в его творчестве занимали экранизации литературных произведений. Среди них такие шедевры, как «Война и мир» Л.Толстого, «Анфиса» Л.Андреева, «Бесы» Ф.Достоевского, «Пиковая дама» А.Пушкина, «Отец Сергий» Л.Толстого. Имя его получило широкую известность. В 1918 году вместе с группой актеров и режиссеров Протазанов эмигрировал в Европу, где на студиях лучших кинофирм снял ряд прекрасных картин. В 1923 году Протазанова уговорили вернуться в Москву, где он сразу же приступил к съемкам «Аэлиты» по роману Алексея Толстого. Премьера фильма наделала много шума. Как это часто бывало с картинами Протазанова, критика сердилась, а публика штурмовала кассы.
Режиссером в 1920-е годы были сняты блестящие комедии: «Закройщик из Торжка», «Процесс о трех миллионах», «Праздник святого Йоргена». Еще среди немых фильмов тех лет: «Чины и люди», «Сорок первый» и «Белый орел». Следующие фильмы были уже звуковыми. Наиболее яркие, «Марионетки» и «Бесприданница» А.Островского, последняя стала одной из лучших советских экранизаций классической драматургии. Фильм с триумфом демонстрировался на экранах страны, а на всемирной выставке в городе Париж в 1937 году получил золотую медаль. Последними работами режиссера стали историческая картина «Салават Юлаев» и комедия «Насреддин в Бухаре».
В фильмографии Протазанова более 100 картин. Являлся мастером чуда превращения реальности в искусство, а сильнейшей стороной творчества режиссера была работа с актерами. Открыл ряд выдающихся актерских имен: Н. Баталов, И. Ильинский, В. Марецкая, А. Кторов, Н. Алисова, И. Мозжухин, М. Климов, М. Жаров.
Заслуженный деятель искусств России и Республики Узбекистан, Яков Александрович Протазанов скончался 8 августа 1945 года в городе Москва. До последней минуты работал над режиссерским сценарием «Волки и овцы». Похоронен на Новодевичьем кладбище.