Né le 11 juin 1910 à Saint-André-de-Cubzac en France, ce fils d'avocat et petit-fils de notaire dévia du cursus en droit qu'avaient suivi les hommes de sa famille. Passionné par la mer dès son plus jeune âge, Jacques-Yves la découvrit grâce à ses explorations des calanques aux alentours de Marseille.
En 1930, à l'âge de vingt ans, il fut admis à l'École navale de Brest et se fit officier canonnier.
En 1936, son ami Philippe Tailliez (1905-2002), un plongeur réputé, lui prêta des lunettes sous-marines Fernez, ancêtres des masques de plongée. Jacques-Yves comprit alors toute l'importance et toute la beauté des fonds marins.
Engagé ensuite pour le service de renseignements de la Marine française, Cousteau participa à des missions spéciales au Japon, à Shanghai ainsi qu'en URSS entre 1938 et 1939. Mais après l'Armistice de 1940, Cousteau et sa famille se réfugièrent à Mégève.
L'appel de la mer toujours aussi puissant, Cousteau décida, avec Tailliez et Frédéric Dumas (1913-1991), de révéler au grand public les mystères de ce territoire encore inconnu. Les trois hommes, que la légende surnomma les Trois Mousquemers, s'ingénièrent à inventer diverses techniques submersibles pour leur matériel de plongée aussi bien que pour leurs caméras et leurs pellicules.
En 1943 avec l'aide de l'ingénieur Émile Gagnan (1900-1979), Cousteau mit au point le scaphandre autonome moderne puis dans les années 1950, avec cette fois le concours de Jean Mollard, il créa une soucoupe plongeante (SP-350), un petit sous-marin bi-place pouvant atteindre 350 mètres de profondeur. Développé par la suite, le petit submersible (SP-500) pourra désormais s'enfoncer jusqu'à 500 mètres sous l'eau vers 1965.
En 1942, les célèbres Mousquemers réalisèrent le film Par dix-huit mètres de fond, tourné en apnée. L'année suivante Cousteau et ses complices récidivèrent avec le film Épaves.
En 1946, Cousteau et Tailliez présentèrent le film à l'amiral Lemonnier qui les chargea alors de mettre en place des systèmes de recherches sous-marines. Ainsi naquit ainsi le Groupement de Recherches Sous-marines (GRS) de la Marine nationale à Toulon, qui devint en 1950 le Groupe d'Études et de Recherches Sous-Marines (GERS) avant de prendre les noms de Groupe d'Intervention Sous la MER (GISMER) en 1973, COMmandement des Interventions Sous la MER (COMISMER) en 1993, et enfin CEllule de Plongée Humaine et d'Intervention Sous la MER (CEPHISMER) en 2009.
À partir de 1948, les Trois Mousquemers s'embarquèrent sur l'aviso hydrographe l'Élie Monnier et commencèrent une exploration en Méditerranée. Ils entreprirent ensuite leur première mission d'archéologie sous-marine avec l'épave romaine de Mahdia, en eaux tunisiennes.
Le cinéaste Marcel Ichac (1906-1994), lié à Cousteau depuis quelques années, participait également à l'aventure et les deux hommes présentèrent à Cannes le film Carnets de plongée en 1951, qui fut primé.
En 1949, autre fait héroïque de l'équipe de l'Élie Monnier : le sauvetage du bathyscaphe FNRS II, du professeur Jacques Piccard (1922-2008), au cours d'une expédition à Dakar. Mais ces aventures en mer ne furent bientôt plus suffisantes à l'équipe Cousteau. L
a même année l'océanographe quitta la Marine française et fonda, dès 1950, Campagnes Océanographiques Françaises (COF).
C'est aussi à la même époque que le brasseur Loël Guiness lui fit don de la légendaire Calypso, un ancien dragueur de mines qui devint le navire océanographique le plus connu au monde.