Diplômé de l'École normale supérieure (promotion LS 1957), il est connu pour son engagement politique de droite, ainsi que pour son activité de journaliste à RTF, France Culture et Europe 1. Il a également occupé plusieurs fonctions politiques importantes sous les gouvernements de Jacques Chirac et Charles Pasqua.
En 1960, il entame sa carrière journalistique à la Radiodiffusion-télévision française (RTF), où il travaillera durant plusieurs années avant de passer à Radio France Culture en 1975. En 1982, il rejoint Europe 1 et devient le directeur adjoint du service politique.
En 1986, Jean-François Deniau entre au gouvernement sous la présidence de François Mitterrand en tant que secrétaire d'État chargé des relations avec le Parlement, poste qu'il occupera jusqu'en 1988. Il est ensuite élu député de Val-de-Marne lors des élections législatives de 1988 et occupe ce poste jusqu'à sa mort.
De 1993 à 1995, il est ministre d'État chargé des Relations avec le Parlement sous les gouvernements Juppé I et II. En 1997, il est nommé ministre délégué auprès du président de la République chargé des Relations avec le Parlement dans le gouvernement Alain Juppé III.
En plus de son activité politique, Jean-François Deniau est également connu pour ses livres et articles où il défend une vision critique et souvent polémique de la politique française, notamment sur les questions liées à l'immigration et aux minorités ethniques. Il publie également plusieurs romans sous le pseudonyme de Jean-François Clavell.
Il est décédé des suites d'une longue maladie le 20 février 2008 à Nogent-sur-Marne, à l'âge de 69 ans.