Жан-Мартен Шарко родился 29 ноября 1825 года в Париже в семье ремесленников-каретников. После окончания лицея Сен-Луи Шарко поступил 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 с 1882 года руководит здесь кафедрой нервных болезней и вскоре становится членом Парижской академии наук.
Работа доктора получает мировое признание, в числе его учеников был Зигмунд Фрейд.
Шарко умер 16 августа 1893 года в Морване.