Il est connu pour avoir réalisé avec Pierre Christin, la série Valérian, agent spatio-temporel. Pour l'anecdote, Jean-Claude Mézières a rencontré Pierre Christin durant la deuxième guerre mondiale, dans une cave pendant les alertes aériennes.

A l'école, aux Arts Appliqués, il sera condisciple de Jean Giraud (alias Moebius).

Fan de l'Ouest des États-Unis, il part en 1965 garder les vaches à cheval. Il traine ainsi dans quelques états avant de retrouver Christin qui est enseignant de français à Salt Lake City. Pour revenir en France, ils écrivent une histoire, qu'ils envoient au journal Pilote qui la publie.

Ils vont continuer à collaborer, et en 1967, naît Valérian et Laureline, dans l'histoire Les mauvais rêves qui sera publiée dans Pilote. C'est parti pour quelques albums.