Frédéric Pierrot studierte Mathematik in den USA, als er sein Interesse für die Schauspielerei entdeckte. Er brach sein Studium ab, kehrte nach Frankreich zurück und spielte in mehreren Kurzfilmen mit, bevor er in dem 1989 erschienenen und von Bertrand Tavernier inszenierten Kriegsdrama "Das Leben und nichts anderes" an der Seite von Philippe Noiret und Sabine Azéma auf der Leinwand debütierte. Seitdem spielte er unterschiedliche Fernseh- und Filmrollen, darunter in "Eine Schwalbe macht den Sommer" (2001), "So viele Jahre liebe ich dich" (2008) und "Sarahs Schlüssel" (2010). Für seine Darstellung in dem Drama "Poliezei" wurde er bei der Verleihung des französischen Filmpreises César 2012 als Bester Nebendarsteller nominiert.