Jacques Pellegrin est entré à la chaire de zoologie du Muséum national d'Histoire naturelle en 1894 comme préparateur après des études d'Histoire naturelle. Il a obtenu son doctorat de médecine en 1899 et de sciences en 1904. Il est ensuite devenu assistant attaché en 1908, puis directeur du Muséum National en 1927 et responsable de la chaire de zoologie (reptiles et poissons) de 1937 à 1943.
Ichtyologue, il a décrit 145 nouvelles espèces de poissons dont la plupart sont encore valides.