Très beau, très élégant, empruntant le nom de sa mère, Jourdan, il enchaîna plusieurs rôles remarqués aux côtés de vedettes comme Michèle Morgan, Danielle Darrieux ou Michel Simon.
En 1943, il choisit le camp de la Résistance jusqu’à la Libération. La paix revenue, sa bonne étoile le mena à Hollywood où sa carrière débuta sous la direction d’Alfred Hitchcock dans Le procès Paradine (1947). A défaut d’un rôle d’importance, son physique très apprécié, ses talents d’acteur et de chanteur le placèrent rapidement en haut de l’affiche. Madame Bovary (1949) de Minelli, L’oiseau du paradis (1951) de Daves, Can-Can (1960) de Lang, etc., firent de lui le « french-lover « des années 50. La comédie musicale Gigi (1958) de Minelli, avec deux autres acteurs français, Maurice Chevalier et Leslie Caron, vint consacrer sa carrière en en raflant dix Oscars.
Mais se lassant des rôles de séducteurs sans relief qu’Hollywood lui faisait invariablement endosser, il tournait en France - Le Comte de Monte Cristo (1961) d'Autan-Lara - et en Italie dès qu’il le pouvait.
Attiré par le théâtre, il connut l’un de ses plus grands succès à Broadway dans l’adaptation du livre d’André Gide, L’immoraliste, avec James Dean.
La seconde partie de sa carrière cinématographique fut marquée par des rôles plus graves ou inquiétants, comme celui qu’il tint dans La créature du marais (1982) de Craven, ou le « méchant » Kamal Khan dans le James Bond Octopussy (1983).
S’il continua à tourner un peu pour la télévision, il fit sa dernière apparition à l’écran en 1992 dans L’année de la comète, et prit une retraite paisible à Beverley Hills.
En plus de cinquante années de carrière, il fut l’un des très rares acteurs français à connaître une carrière internationale outre-Atlantique.
Comme un drôle de clin d’œil, le "French lover beau gosse", élu "homme le plus séduisant du monde" en 1949, mourut le jour de la saint Valentin.
Louis Jourdan fut inhumé au cimetière Westwood Memorial Park où l’avaient précédé dans la tombe sa femme, mais aussi son fils, Louis Jourdan Jr. (1951-1981), mort d’une overdose. En guise d’épitaphe, le titre d’une peinture de Paul Gauguin.