Сын бывшего депутата от департамента Нижней Луары, игравшего значительную роль в учредительному собрании 1848—1849 г. Подобно отцу, Вальдек-Руссо был адвокатом в Ренне.
Избранный в палату депутатов от департамента Иль и Вилен, он примкнул к республиканскому союзу и обратил на себя внимание предложением о преобразовании магистратуры, в котором выступил решительным противником несменяемости судей. В кабинете Гамбетты (с ноября 1881 г. до января 1882 г.) Вальдек-Руссо получил портфель министра внутренних дел, а потом занимал ту же должность в министерстве Ферри (с февраля 1883 г. до марта 1885 г.). Его политические речи вышли в свет в 1889 г. Вальдек-Руссо удалился от политической жизни и на выборах 1889 г. даже не выставил своей кандидатуры.
Удалившись от политической деятельности в 1889 г., он занимался исключительно адвокатурой; в 1893 г. защищал инженера Густава Эйфеля. В 1897 г., будучи представителем одного из кредиторов Терезы Эмбер, первый высказал подозрение, что никакого наследства Крауфордов не существует и назвал все дело «величайшим мошенничеством XIX века»; он же, в 1899 г., уже в качестве министра, ликвидировал его, предписав арест Эмберов (См. Дело Эмберов).
В 1894 г. вернулся к политической деятельности и был избран сенатором. В январе 1895 г., при выборах президента республики, при первом голосовании получил 180 голосов, после чего отказался от кандидатуры в пользу Феликса Фора.
После возникновения дела Дрейфуса Вальдек-Руссо высказывал своё убеждение в его невинности. Когда министерство Дюпюи внесло в 1899 г. проект ограничения прав уголовной палаты кассационного суда в пользу всего кассационного суда в полном его составе (проект, направленный специально против Дрейфуса), Вальдек-Руссо горячо нападал на него как с юридической, так и с политической точки зрения.
Когда министерство Дюпюи пало (июнь 1899), вследствие принятия им ненужных полицейских мер для охраны Лубе, Вальдек-Руссо согласился составить кабинет. Этот кабинет представлял собой нечто совершенно своеобразное: в его состав вошли генерал Галлифе, известный жестокостью при усмирении коммуны (позднее заменён генералом Андре), и два социалиста — Мильеран и Боден. Последнее было особенно удивительно со стороны Вальдек-Руссо, всегдашнего врага социализма. Министерству предсказывали лишь эфемерное существование, но оно продержалось целых три года и оказалось самым долговечным из всех министерств третьей республики. Оно закончило дело Дрейфуса и, в связи с ним, отдало под суд по обвинению в государственной измене Деруледа и его друзей. Оно сплотило республиканцев в борьбе с клерикализмом (закон об ассоциациях), провело законы о пошлинах на наследства, об упразднении акциза с гигиеничных напитков, о нормальном 10-часовом рабочем дне; путём декретов введён 8-часовой день в большей части казённых мастерских и заводов. Во время стачек министерство старалось вести себя примирительно; однако и при нем случались кровавые столкновения войск со стачечниками.
Косвенным результатом деятельности министерства Вальдек-Руссо был раскол в рядах социалистической партии, который, может быть, и был одною из причин, заставившей буржуазию поддерживать так долго его министерство. Выборы в мае 1902 г. дали министерству большинство; тем не менее оно вслед за ними добровольно вышло в отставку (первый подобный пример в истории французской республики), считая свою миссию оконченной.
Отдельно изданные речи Вальдек-Руссо:
В честь политика был назван крейсер Waldeck-Rousseau, построенный в 1908 году. Во время Гражданской войны в России он был флагманом французской черноморской легкой эскадры, на нем располагался командный пункт контр-адмирала Дюмениля.