Après des études d'ingénieur à l'École nationale supérieure d'arts et métiers, il commence sa carrière dans le monde des affaires en tant que directeur général de la société Électro-Systèmes. Il entre également au conseil d'administration de Matra Sports, alors dirigée par son oncle Jean-Luc Lagardère.
En 1976, il décide de se consacrer entièrement à l'automobile et rejoint Matra Sports en tant que responsable marketing. Il participe ainsi au développement des activités sportives de la société, dont les écuries Matra Sports en Formule 1 et en Sport-prototypes.
En 1985, il rejoint Renault Sport où il prend en charge le programme Formule 1 jusqu'en 2000. Pendant son mandat à la tête de l'équipe de Formule 1 de Renault, il est notamment responsable du retour de l'équipe française dans ce championnat en 1977 et du titre mondial obtenu par Alain Prost en 1985.
En 2000, il est élu président de l'ACO, fonction qu'il occupera pendant 15 ans. Sous sa présidence, les 24 Heures du Mans sont devenues l'une des plus importantes manifestations automobiles au monde et le championnat Le Mans Series a été créé en 2004.
En 2009, il est élu président de la FFSA, fonction qu'il occupera jusqu'en 2014. Pendant son mandat, il mène des actions pour renforcer la sécurité des circuits et des événements automobiles en France, mais également pour promouvoir les activités motosport.
Depuis son départ de l'ACO, Jean-Louis de La Viefville se consacre à des activités d'entrepreneur et d'investisseur dans le monde de l'automobile. Il est également membre du Conseil national de la recherche scientifique (CNRS).