Pinon este considerat în primul rând un actor de teatru, având o activitate constantă pe scenă din 1985. Până în prezent, a apărut în piesele lui Gildas Bourdet, Jorge Lavelli, Valère Novarina și ale multor altora.
Cariera sa în cinematografie, care cuprinde mai mult de 80 de filme până în prezent, arată o colaborare strânsă cu regizorul Jean-Pierre Jeunet. Dintre cele 8 filme realizate între 1990 și 2013, cele mai notabile apariții ale sale sunt în Delicatessen (1991), Alien Resurrection (1997) și Amélie (2001), care l-au făcut cunoscut unui public mai larg din afara Franței.
Pinon a avut de asemenea numeroase apariții la televiziunea franceză, atât în filme, cât și în seriale. Cea mai recentă apariție internațională la TV este cea a personajului Master Raymond în sezonul doi al serialului premiat Outlander.
A primit premiul Molière pentru Cel mai bun actor în 2004 și a fost distins cu titlul de Ofițer al Ordinului Artelor și Literelor în 2014.