Après des études au lycée Louis-le-Grand à Paris, Pierre Joxe a adhéré à la SFIO (Section française de l'Internationale ouvrière) en 1924. Il a commencé sa carrière politique locale en tant que conseiller municipal à Bayonne et au conseil général des Pyrénées-Atlantiques.
En 1936, Pierre Joxe est élu député de la Seine. Il a siégé à l'Assemblée nationale jusqu'en 1958. Il a également occupé plusieurs postes dans les gouvernements du Front populaire et du gouvernement de la Libération.
Après la Seconde Guerre mondiale, Pierre Joxe a été ministre de la Défense nationale dans le gouvernement de Félix Gouin (1946), ministre de l'Intérieur dans les gouvernements de Paul Ramadier et René Pleven (1947-1950) et ministre de la Production industrielle dans les gouvernements de Edgar Faure, Joseph Laniel et Guy Mollet (1953-1955).
En 1958, Pierre Joxe a été élu sénateur de la Seine. Il a siégé au Sénat jusqu'en 1977. Il a également occupé plusieurs postes dans les gouvernements de la Ve République, dont ministre des Affaires sociales et du Travail (1962-1965) et président de l'Assemblée nationale française (1981).
Pierre Joxe a été un acteur important dans le mouvement ouvrier français et a joué un rôle clé dans la réforme du système social français. Il est considéré comme un des pères de l'État-providence en France et a contribué à améliorer les conditions de vie des travailleurs français.
Pierre Joxe a également été un partisan actif de la coopération française avec le tiers monde et a joué un rôle important dans la décolonisation de l'Algérie. Il est considéré comme un des pères de la coopération française au développement.
Pierre Joxe a été marié à Jacqueline Leroy, et ils ont eu deux enfants, Bernard et François Joxe.