Жан-Франсуа Шампольон родился 23 декабря 1790 в городе Фижаке провинции Дофинэ (современный деператамент Ло) и был младшим из семи детей, двое из которых умерли ещё в младенчестве, до его рождения. Интерес к древней истории на волне усилившегося внимания к Древнему Египту после Египетской кампании Наполеона Бонапарта 1798—1801 у него развил его брат, археолог Жак-Жозеф Шампольон-Фижак.
Жан-Франсуа Шампольон рано занялся самостоятельными исследованиями, пользуясь советами Сильвестра де Саси. Ещё будучи ребёнком, Шампольон продемонстрировал гениальные способности к изучению языков. К 16-летнему возрасту он изучил 12 языков и представил Гренобльской Академии свой научный труд «Египет при фараонах» («L’Egypte sous les Pharaons», издан в 1811), в котором он показал основательное знание коптского языка. В свои 20 лет он свободно владел французским, латинским, древнегреческим, еврейским, арабским, коптским, зендским, пехлевийским, сирийским, арамейским, фарси, амхарским, санскритом и китайским языками.
В возрасте 19 лет 10 июля 1809 Шампольон становится профессором истории в Гренобле. Брат Шампольона, Жак-Жозеф Фижак, был ревностным бонапартистом и после возвращения Наполеона Бонапарта с острова Эльба был назначен личным секретарём императора. Войдя 7 марта 1815 в Гренобль, Наполеон встречался с братьями Шампольона и заинтересовался исследованиями Жана-Франсуа. Несмотря на то, что Наполеону предстояло решать важные военно-политические задачи, он ещё раз лично посетил молодого египтолога в местной библиотеке и продолжил разговор о языках Древнего Востока.
Полученную в Гренобле профессуру Шампольон потерял после реставрации Бурбонов в 1815 как бонапартист и противник монархии. Более того, за участие в организации «Дельфийского союза» его ссылают на полтора года. Лишённый средств к проживанию в Гренобле, в 1821 году переселился в Париж.
Активно принимал участие в поисках ключа к расшифровке египетских иероглифов, интерес к которым усилился после открытия Розеттского камня — плиты с благодарственной надписью жрецов Птолемею V Эпифану, датируемой 196 до н. э. На протяжении 10 лет он пытался определить соответствие иероглифов современному коптскому языку, происходящему от египетского, основываясь на исследованиях шведского дипломата Давида Юхана Окерблата. В конце концов, Шампольону удалось прочитать обведённые картушем иероглифы, обозначавшие имена «Птолемей» и «Клеопатра», однако его дальнейшее продвижение тормозило господствовавшее мнение о том, что фонетическая запись стала применяться только в Позднее царство или эллинистический период для обозначения греческих имён. Однако вскоре он натолкнулся на картуши с именами фараонов Рамсеса II и Тутмоса III, правивших в Новое царство. Это позволило ему выдвинуть предположение о преимущественном применении египетских иероглифов не для обозначения слов, а для обозначения согласных звуков и слогов.
В своём труде «Lettre ? Mr. Dacier relative ? l’alphabet des hi?roglyphes phon?tiques» («Письмо господину Дасье относительно алфавита фонетических иероглифов») (1822) Шампольон подвёл итог своим первым исследованиям в области расшифровки иероглифов, а появление его следующего труда «Pr?cis du syst?me hi?rogl. d. anciens Egyptiens ou recherches sur les ?l?ments de cette ?criture» («Краткий очерк иероглифической системы древних египтян или исследования элементов этого письма»)(1824) стало началом существования египтологии. Работы Шампольона активно поддержал и пропагандировал его учитель Сильвестр де Саси, непременный секретарь Академии надписей, который сам ранее потерпел неудачу при попытке дешифровать Розеттский камень.
Примерно в это же время Шампольон систематизировал египетскую мифологию на основании полученного нового материала («Panth?on ?gyptien»)(«Египетский пантеон»), а также изучил коллекции итальянских музеев, обратив внимание научной общественности на Туринский царский папирус («Deux lettres ? M. le duc de Blacas d’Aulps relatives au mus?e royal de Turin, formant une histoire chronologique des dynasties ?gyptiennes» («Два письма господину герцогу Блака д’Ольп относительно Туринского Королевского музея, формирующего хронологическую историю египетских династий» 1826).
В 1826 году Шампольону было поручено организовать первый музей, специализирующийся на египетских древностях, а в 1831 году ему была предоставлена первая кафедра египтологии. В 1828-1829 годах совместно с итальянским лингвистом Ипполито Роселлини он совершил свою первую экспедицию в Египет и Нубию. Во время экспедиции он изучил огромное количество древнеегипетских памятников и надписей, плодотворно работал над сбором и исследованием эпиграфического и археологического материала. Неоценимую помощь экспедиции оказал Джузеппе Ачерби - учёный работавший в то время итальянским консулом в Египте.
Во время командировки в Египет Шампольон окончательно подорвал своё слабое здоровье и умер в Париже в результате инсульта в возрасте всего 41 года (1832), так и не успев систематизировать результаты своей экспедиции, изданные уже после смерти Шампольона в четырёх томах под названием «Monuments de l’Egypte et de la Nubie» («Памятники Египта и Нумибии») (1835—1845) и двух томов «Notices descriptives conformes aux manuscrits autographes r?dig?s sur les lieux par Champollion le jeunes» («Пояснительные заметки к авторским рукописям, написанным Шампольоном — младшим в местах экспедиций») (1844). Главный лингвистический труд Шампольона, «Grammaire ?gyptienne» («Египетская грамматика»), также вышёл после смерти автора по распоряжению министра народного просвещения Гизо. Шампольон похоронен на кладбище Пер-Лашез в Париже.