Jacques Nolot arrive à Paris à 17 ans sans diplômes pour vendre des légumes. Deux ans plus tard, il s'inscrit dans un cours d'art dramatique qui lui permet de faire de nombreuses rencontres dont celle déterminante d'André Techiné. Avant d'apparaître dans Hôtel des Ameriques en 1981, Jacques Nolot fait une petite apparition dans Molière et Charlots contre Dracula. Sa collaboration avec Techiné se poursuit dans les années qui suivent. En 1983, le cinéaste adapte une de ses pièces pour tourner un moyen-métrage, La Matiouette, pour lequel il lui offre le rôle principal. Jacques Nolot fait ainsi des apparitions dans Rendez-vous (1984), Le Lieu du crime (1985), Les Innocents (1987), Les Roseaux sauvages (1993) et Ma saison preferee (1994). En 1991, André Techiné s'inspire d'un récit autobiographique de son ami pour écrire le scénario de J'embrasse pas.
La carrière de Jacques Nolot est ainsi marquée de rencontres. Il collabore deux fois avec Patrice Leconte, Danièle Dubroux, Claire Denis et Paul Vecchiali, signant même le scénario du Cafe des jules mis en scène en 1988 par ce dernier. L'acteur est le plus souvent relégué dans des rôles secondaires dont il se fait une spécialité. On le retrouve chez différentes générations de cinéastes comme Jean Becker, Jacques Demy, Noémie Lvovsky, Luc Moullet ou François Ozon.
En 1986, l'insistance de son entourage et notamment d'Agnès Godard le pousse à passer à la mise en scène. Il tourne le court métrage Manege. Il faut alors attendre onze ans pour le voir passer au long avec L' Arriere-pays, récit autobiographique autour de son retour au village natal au moment de la mort de sa mère. En 2002, il poursuit l'aventure avec La Chatte à deux têtes, une histoire d'amour entre une caissière de cinéma porno et un vieil homme âgé de 50 ans.