Jean is geboren op 5 januari 1921 op Château de Colmar-Berg als zoon van groothertogin Charlotte van Luxemburg en prins Felix van Bourbon-Parma. Hij groeit op met vier zussen: Elisabeth (1922-2011), Marie Adelheid (1924-2007), Marie Gabriëlla (1925) en Alix (1929), en een broer, Charles (1927-1977).

Jean trouwt op 9 april 1953 met prinses Josephine Charlotte van België. Samen krijgen ze vijf kinderen: prinses Marie Astrid (1954), groothertog Henri (1955), de tweeling prins Jean (1957) en prinses Margaretha (1957), en prins Guillaume (1963).

Op 7 oktober 2000 doet groothertog Jean, die in 1964 zijn moeder opvolgt, afstand van de troon. Zijn oudste zoon Henri wordt de volgende groothertog van Luxemburg.

Groothertog Jean is weduwnaar. Op 10 januari 2005 overlijdt zijn echtgenote Josephine Charlotte op 77-jarige leeftijd.