Tanulmányai befejeztével rövid ideig képkeretező és kirakatrendező apja mellett dolgozott, immár Tativá rövidített névvel. A testmozgást és a sportokat kedvelő fiatalember 1931-ben a Racing Club rögbijátékosa lett, itt kezdte először szórakoztatni társait rövidke pantomimjelenetekkel. 

A legnagyobb sikert arató részeg pincér számával 1933-ban szerződött le a híres Gerny's mulatóba, s ezzel tulajdonképpen el is kezdődött karrierje. Hamarosan felfigyelt rá Colette, az író-varietéművész, aki aztán a napilapok hasábjain kezdte népszerűsíteni, innen pedig már csak egy lépés volt a film világa. Először egy rövidfilm-sorozattal próbálkozott 1931-ben, aztán kisebb filmszerepeket vállalt, idővel a kamera másik oldalán is kipróbálta magát: 1947-ben a megbetegedett René Clément helyett ő fejezte be a Postások iskolája című filmet.

1949-ben forgatta első önálló művét, a Kisvárosi ünnepet, 1953-ban pedig megszületett a bokáig érő nadrágban esetlenkedő, esernyőjéhez, pipájához és ócska ballonkabátjához ragaszkodó Monsieur Hulot. A sorozatot az Hulot úr nyaral indította, a nyakigláb, a modern világhoz alkalmazkodni képtelen, folyton csetlő-botló címszereplőt ő maga személyesítette meg, a némafilm-vígjátékok főhőseinek modorában. A filmet bemutatták az 1953-as cannes-i filmfesztiválon, de díjat végül nem kapott - holott Tati zsenialitását mindenki Chaplinéhoz hasonlította. A legjobb forgatókönyv Oscar-díjára 1956-ban jelölték, de végül azt sem kapta meg.

1958-ban lakóhelyén, Saint-Maur-des-Fosses városkában forgatta a Nagybácsimat a helyi lakosok lelkes statisztálásával (a település főterén ma Hulot úr életnagyságú bronzszobra áll). Ez a film aztán meghozta a várva-várt elismerést, 1958-ban elnyerte a legjobb külföldi filmnek járó Oscar-díjat. A sorozat következő darabja Playtime címmel 1967-ben készült el, ennek forgatásakor egy miniatűr modern városrészt ("Tativille") építettek fel üveg toronyházakkal, éttermekkel, utcákkal, kereszteződésekkel. A forgatás kilenc évig tartott, ám a várt siker elmaradt, a komoly anyagi veszteség miatt Tati további munkái (Hulot úr közlekedik - 1971, Parádé - 1974) már csak alacsonyabb költségvetéssel készülhettek.

Tati a burleszk műfajának késői képviselője volt, filmjeiben nem a beszédre, sokkal inkább a képi világra helyezte a hangsúlyt. Poénjai sosem voltak erőszakosak, finoman gúnyolta a társadalmi konvenciókat, az emberi gyengeséget, a fonákságokat.

Párizsban hunyt el 1982. november 5-én.