Né à Saumur en Maine-et-Loire en 1955, Dominique Pinon compte à son répertoire un grand nombre de pièces de théâtre dont Maison d'arrêt d'Edward Bond, Le songe d'une nuit d'été de Shakespear ou Providence café de Mohamed Rouabhi.
Dans un premier temps, il étudie les lettres à l’université de Poitiers mais il décide rapidement de s’installer à Paris et s’inscrit au cours Simon.
Il a joué dans près de 70 longs métrages et téléfilms. Il débute au cinéma avec Jean-Jacques Beineix (Diva, La Lune dans le caniveau) et Daniel Vigne (Le Retour de Martin Guerre). Il tourne ensuite notamment avec Roman Polanski (Frantic), Robert Enrico (La Révolution française), le duo Caro et Jeunet ou Jeunet tout seul, qui lui offre certains de ses rôles les plus connus : Delicatessen, La Cité des enfants perdus, Alien la résurrection, Le fabuleux destin d'Amélie Poulain, Un long dimanche de fiancailles...
Notons aussi des apparitions chez Hervé Hadmar (Comme un poisson hors de l'eau), Patrick Timsit (Quasimodo), Francis Palluau (Bienvenue chez les Rozes), Mary Mc Guckian (The Bridge of San Luis Rey), Arthur Joffé (Ne quittez pas)...
Au théâtre, il joue notamment sous la direction de Gildas Bourdet (Station service, L'Inconvenant, L'Eté, La Mort d'Auguste, Le Malade imaginaire) ; Jorge Lavelli (Maison d'arrêt, Mein Kampf, Six personnages en quête d'auteur, L'Ombre de Venceslao), Michel Raskine (2001 Barbe bleue) ; Mohamed Rouhabi (Providence café). De Valère Novarina, il a joué Pour Louis de Funès (mise en scène Renaud Cojo), L'Origine rouge.
En 1983, il est nommé au César du meilleur espoir masculin pour son rôle dans Le retour de Martin Guerre. C’est en 1990 que sa carrière prend un grand tournant lorsque Jean-Pierre Jeunet lui propose un rôle dans Delicatessen, le public découvre un homme attachant.
En 2007, il est chez Claude Lelouch dans Roman de Gare. L'année suivante il est à l'affiche de Crimes à Oxford avec le hobbit Elijah Wood. On le retrouve en touriste égaré dans Humains en avril 2009 aux côtés de Sara Forestier et de Lorant Deutsch.
En 2016, il rejoint le casting de la série Outlander dans le rôle de Maître Raymond.
