Après avoir rejoint l'Académie royale de marine en 1758, il a rapidement fait carrière grâce à son habileté à la navigation et à sa bravoure. En 1763, il participe à la guerre de Sept Ans, notamment à la prise de Louisbourg (Nouvelle-Écosse).
En 1785, il est nommé chef d'escadre et est envoyé en mission dans les Indes orientales pour y établir une colonie française. Cependant, ce projet colonial échoue et La Pérouse retourne en France en 1788 sans avoir pu atteindre ses objectifs.
Au début de la Révolution française, La Pérouse est à Paris où il est proche des Jacobins et se fait remarquer par son patriotisme révolutionnaire. En 1792, il participe à la défense de Dunkerque face aux Anglais.
C'est en 1785 qu'il est désigné pour effectuer une grande expédition d'exploration autour du monde. Il part de Brest le 1er août 1785 à bord des navires *La Boussole* et *L'Astrolabe*, avec une équipe de près de 240 hommes. Son voyage l'emmène notamment en Australie, en Nouvelle-Zélande, dans les îles Samoa, au Japon, puis à travers le Pacifique Nord.
Ses découvertes et ses observations sont considérées comme une des premières étapes de la science moderne de l'océanographie. Cependant, La Pérouse disparaît en 1788 lors d'un voyage au large des côtes californiennes, et il n'y a toujours pas trace de ses restes ni de ceux de son équipage.
Il meurt sans savoir que son expédition aura révolutionné notre compréhension du monde maritime, notamment en ce qui concerne la géographie des côtes californiennes et l'océan Pacifique. Sa carrière et son œuvre sont restés un modèle pour les navigateurs et les explorateurs français pendant longtemps.