Родился в семье судьи Парижского парламента Пьера Перро и был младшим из его семи детей (вместе с ним родился и брат-близнец Франсуа, умерший через 6 месяцев). Из его братьев Клод Перро был известным архитектором, автором восточного фасада Лувра (1665—1680). Учился в университетском колле?же Бовэ, который, однако, бросил, не доучившись. Купил лицензию адвоката, но вскоре оставил эту должность и поступил клерком к своему брату архитектору Клоду Перро.
Пользовался доверием Жана Кольбера, в 1660-х годах он во многом определял политику двора Людовика XIV в области искусств. Благодаря Кольберу, Перро в 1663 году назначен секретарем вновь образованной Академии надписей и изящной словесности. Перро также был генеральным контролером сюринтендатства королевских строений. После смерти своего покровителя (1683) он впал в немилость и потерял выплачивавшуюся ему как литератору пенсию, а в 1695 году лишился и места секретаря.
В 1697 г. опубликовал сборник «Сказки матушки гусыни, или Истории и сказки былых времен с поучениями». Сборник содержал 9 сказок:
Они представляли собой литературную обработку народных сказок (как полагают, услышанных от кормилицы сына Перро) — кроме одной («Рике-хохолок»), сочиненной самим Перро. Эта книга широко прославила Перро за пределами литературного круга. Фактически Перро ввел народную сказку в систему жанров «высокой» литературы.
«Сказки» способствовали демократизации литературы и оказали влияние на развитие мировой сказочной традиции (братья В. и Я. Гримм, Л. Тик, Г. Х. Андерсен). На русском языке сказки Перро впервые вышли в Москве в 1768 году под названием «Сказки о волшебницах с нравоучениями». На сюжеты сказок Перро созданы оперы «Золушка» Дж. Россини, «Замок герцога Синяя Борода» Б. Бартока, балеты «Спящая красавица» П. И. Чайковского, «Золушка» С. С. Прокофьева и др.
Свои сказки Перро издал не под собственным именем, а под именем своего 19-летнего сына Перро д’Арманкура, видимо, пытаясь уберечь свою уже сложившуюся репутацию от обвинений в работе с «низким» жанром. Сын Перро, прибавивший к своей фамилии название купленного отцом замка Арманкур, пытался устроиться секретарем к «Мадемуазель» (племяннице короля, принцессе Орлеанской), которой и была посвящена книга.