Né en 1981, Pierre Rochefort est le fils de l’acteur Jean Rochefort et de la réalisatrice, scénariste et comédienne Nicole Garcia. Même si ses parents se sont séparés alors que Pierre n’avait que trois ans, sa jeunesse aux seuls côtés de sa mère a sans doute influencé sa carrière.
Il apparaît à l’âge de 5 ans dans 15 août, réalisé par sa mère. Son baccalauréat en poche, il se refuse dans un premier temps à suivre la voie de ses parents, et se confronte à la vie active en cumulant les petits boulots. Puis, en 2005, il décide de devenir chanteur et fonde son propre label de hip-hop : Homworkz. Le succès n’étant pas réellement au rendez-vous, il entre alors au conservatoire de son quartier.
En 2009, Pierre Rochefort interprète un policier dans le film Rapt, inspiré de l’affaire Empain. L’année suivante, il tourne dans un Balcon sur la mer, sous la direction de sa mère pour y incarner un garçon de café. Cette année là, il monte aussi sur scène pour jouer dans Pourquoi mes frères et moi on est parti, mis en scène par Yohan Manca ainsi que dans Jean et Béatrice, de Carole Fréchette. En 2012, deux nouveaux films viennent souligner le talent de Pierre Rochefort : 38 témoins de Lucas Belvaux où l’acteur revêt une nouvelle fois l’habit d’un policier, puis Les adieux à la reine, de Benoît Jacquot. Nicole Garcia lui offre un rôle en 2014, dans une adaptation du roman 14, de Jean Echenoz qu’elle a mis en scène au Théâtre du Rond-Point. Déjà récompensé au Festival de Cabourg en 2014 pour son interprétation dans Un beau dimanche, réalisé par Nicole Garcia, Pierre Rochefort est nommé en 2015 au César, dans la catégorie meilleur espoir masculin.
Depuis 2015, l'acteur alterne les rôles entre le cinéma et le petit écran (Les revenants, La main du mal, De Gaulle, l'éclat et le secret…). En mars 2021, il est au générique de la série Disparition inquiétante, diffusée sur France 2, avec Sara Forestier.
Côté vie privée, il a un fils, prénommé Soren, né en 2000.