Жан-Мартен Шарко родился 29 ноября 1825 года в городе Париж. Его семья занималась делом ремесленников-каретников. Его отец из трёх сыновей смог дать хорошее образование только Жану Мартену.
Его определили в лицей Кондорсе. После окончания лицея Сен-Луи он поступил в 1844 году на медицинский факультет Парижского университета. Интернатуру проходил в больнице Сальпетриер для помешанных женщин-истеричек. Позже он вернется в эту клинику уже как главврач, получив в 1860 году звание профессора невропатологии. Сначала Шарко изучал внутренние болезни, такие как туберкулез, полиомиелит, пневмония, ревматизм и их взаимосвязи. Затем вплотную занялся исследованиями в области нервных болезней.
Часто проводил эксперименты с использованием гипноза. Его лекции вызывали бурный интерес. Ученый доказал, что истерия не является болезнью, связанной исключительно с нарушениями женской физиологии, а также установил связь между психологией и физиологией. При нем в больницу начали принимать не только женщин, но и мужчин. Позже Сальпетриер обрастает лабораториями, расширяется и в итоге преобразуется в невропатологический институт.
Шарко руководит здесь кафедрой нервных болезней с 1882 года и вскоре становится членом Парижской академии наук. Работа доктора получает мировое признание, в числе его учеников был Зигмунд Фрейд.
Жан-Мартен Шарко умер 16 августа 1893 года в Морване.