Perrault urodził się i zmarł w Paryżu. Oprócz wpływowej architektury, stał się znany z przekładu dziesięciu ksiąg Witruwiusza, jedynego zachowanego rzymskiego dzieła o architekturze, na język francuski, napisanego za namową Colberta i opublikowanego, z adnotacjami Perraulta, w 1673 roku. W 1683 r. ukazał się jego traktat o pięciu klasycznych porządkach architektonicznych. Jako lekarz i filozof przyrody, który ukończył studia medyczne na Uniwersytecie Paryskim, Perrault został jednym z pierwszych członków Francuskiej Akademii Nauk, gdy ta została założona w 1666 roku.
Komisja zamówiona przez Ludwika XIV, Petit Conseil, w skład której wchodzili Louis Le Vau, Charles Le Brun i Perrault, zaprojektowała wschodnią fasadę Luwru. Prace rozpoczęto w 1668 roku i prawie ukończono w 1680 roku, kiedy to Ludwik XIV porzucił Luwr i skupił swoją uwagę na pałacu wersalskim. Skrzydło za wschodnią fasadą zostało ukończone dopiero w XIX wieku wraz z nadejściem Napoleona. Ostateczny projekt fasady wschodniej przypisuje się Perraultowi, który dokonał ostatecznych zmian koniecznych do dostosowania się do decyzji o podwojeniu szerokości skrzydła południowego.
Fasada wschodnia, podzielona na pięć części, jest typowym rozwiązaniem francuskiego klasycyzmu. Prosty charakter parterowej piwnicy podkreślają sparowane kolumny korynckie, wymodelowane ściśle według Witruwiusza, na tle cienistej pustki, z pawilonami na końcach. Niewiele, co można by nazwać barokiem, można rozpoznać w jego chłodnym klasycyzmie, który sięga XVI wieku. Udział Perraulta w jego projektowaniu ustanowił jego reputację jako architekta.
Perrault zbudował również obserwatorium, kościół St-Benoît-le-Bétourné, zaprojektował nowy kościół Ste-Geneviève i wzniósł ołtarz w kościele Małych Ojców, wszystko w Paryżu. Projekt Perraulta łuku triumfalnego na Rue St-Antoine był preferowany w stosunku do konkurencyjnych projektów Le Bruna i Le Vau, ale został tylko częściowo wykonany w kamieniu. Kiedy w XIX wieku łuk został rozebrany, okazało się, że genialny mistrz wymyślił sposób na takie połączenie kamieni, bez zaprawy, że stały się one nierozerwalną masą.
Ponadto wniósł cenny wkład w akustykę. Jego traktat o dźwięku był częścią książki Oeuvres diverses de Physique et de Mecanique. W swojej późniejszej książce porusza takie tematy jak nośniki dźwięku, źródła dźwięku i odbiorniki dźwięku. W akustyce muzycznej zwrócił uwagę na znaczenie wibracji dla konsonansu i dysonansu. Jego studium „De la Musique des Anciens” w Oeuvres diverses omawia, jak kombinacje nut dają harmonię. Zawiera również krytyczne badania starych rękopisów na temat muzyki europejskiej.
Jego brat, Charles Perrault, jest pamiętany jako klasyczny reteller starej historii Kopciuszka wśród innych bajek.
.