François Périer se forme au cours Simon avant d'entrer au Conservatoire. C'est grâce au théâtre qu'il se fait connaître de la profession. Il joue avec succès dans Les Jours heureux, une pièce qui sera adaptée en 1941 au cinéma.
Il commence sa carrière cinématographique en 1938 en tournant avec les plus grands noms de Marcel Carné (Hôtel du Nord, 1938) à Julien Duvivier (La Fin du jour, 1939) en passant par Jean Boyer (La Chaleur du sein, 1938). Le comédien multiplie les seconds rôles, les films où il interprète le personnage principal se faisant beaucoup plus rares (Cadet-Rousselle, 1954).
Il traverse les années quarante et cinquante avec toujours autant de succès, sur des scénarios et dialogues de Jean Aurenche ou Charles Spaak, dans des films de Christian Jaque (Premier Bal, 1941), Claude Autant-Lara (Sylvie et le Fantome, 1945) et René Clair (Le Silence est d'or, 1947).
Le comédien enchaîne ainsi les tournages jusqu'au début des années 80 où il se fait plus rare. Il fait des apparitions notables dans Orphee de Jean Cocteau (1949), Les Nuits de Cabiria de Federico Fellini (1957), Le Samouraï de Jean-Pierre Melville (1967), Z de Costa-Gavras (1969), Max et les Ferrailleurs de Claude Sautet (1971), Stavisky d'Alain Resnais (1974), Police Python 357 d'Alain Corneau (1975), Lacenaire de Francis Girod (1990). Il a également prêté sa voix en tant que narrateur dans Madame Bovary de Claude Chabrol (1991).
