Jalil Lespert est le fils du comédien Jean Lespert, né en 1942 à Rosny-sous-Bois, et de Farida Azi, avocate d'origine algérienne née en 1948 à Palestro (aujourd'hui Lakhdaria), en Algérie. Il est le frère aîné du comédien Yaniss Lespert. Poussé par sa mère, juriste, Jalil Lespert entame des études de droit, mais il se ravise lorsqu’en 1995, Laurent Cantet le remarque et l’engage avec son père dans le court-métrage Jeux de Plage. Par la suite, le jeune acteur retrouve le réalisateur pour tourner le téléfilm Les Sanguinaires en 1997. Deux ans plus tard, Laurent Cantet lui offre un nouveau rôle, au cinéma cette fois, dans le film Ressources Humaines. Grâce au rôle de Franck, il est révélé au grand public et décroche le César du meilleur espoir masculin en 2001. En 2003, il obtient le prix du meilleur nouvel acteur au Festival du film de Cabourg pour son rôle dans Vivre me tue de Jean-Pierre Sinapi. Dès lors l’acteur s’enchaîne les films (Pas sur la bouche, Le Promeneur du Champ-de-Mars, Virgil, Le petit Lieutenant…). Jalil Lespert s’illustre également comme réalisateur. Dès 2007, il passe derrière la caméra et signe le long-métrage 24 mesures. Quelques années plus tard, il récidive l’expérience avec l’adaptation du roman Des vents contraires, qui reçoit un bon accueil. En 2014, il coécrit et réalise le biopic consacré à Yves Saint-Laurent, interprété par Pierre Niney. En 2015, il intègre l’équipe de réalisateurs de la série Versailles, diffusée sur Canal+, qui rencontre un vif succès. Il enchaîne l’année suivante avec la réalisation du long-métrage Iris dans lequel il joue également. Depuis, Jalil Lespert alterne entre sa carrière de réalisateur et celle d’acteur. En 2020, il est à l’affiche de La terre des hommes de Noël Marandin et L’Enfant rêvé de Raphaël Jacoulot. Côté vie privée, Jalil Lespert partage la vie de Sonia Rolland depuis 2009. Le couple a une fille, Kahina, née en novembre 2010. De son union avec l’actrice Bérangère Allaux, l’acteur a deux enfants, un garçon prénommé Aliosha et une fille, Gena. En octobre 2018, il annonce sur les réseaux sociaux être séparé de Sonia Rolland. Le 15 décembre 2020, il officialise sa relation avec la veuve de Johnny Hallyday, Laeticia, sur Instagram. Jalil Lespert est l'ambassadeur de l'ONG Plan International (droits des enfants dans les pays en développement). En 2016, Jalil Lespert est membre du jury du Festival du film britannique de Dinard 2016.