Il primo successo del pilota francese risale al 2007, quando ha vinto la Red Bull Rookies Cup che gli ha successivamente aperto le porte del mondiale. Nel 2009 l'esordio in 125 e dopo due stagioni a fare esperienza, nel 2011 lotta per il titolo iridato mancando però il successo. Johann Zarco nel 2012 passa alla Moto2, dove dopo tre anni di "apprendistato" inizia a fare sul serio, vincendo il titolo sia nel 2015 che nel 2016, nessuno fino ad allora c'era mai riuscito. Il pilota di Cannes nel 2017 debutta in MotoGP, alla guida della Yamaha M1 del team Monster Yamaha Tech 3, per lui un'ottima stagione che lo porta a vincere il titolo di rookie of the year e il sesto posto in classifica, nel 2018 un'altra positiva (di nuovo sesto) e poi il passaggio in KTM nel 2019, ma l'avventura è deludente e si interrompe prima della fine della stagione. Nel 2020 è con il team Avintia Ducati.