Diplômé d'HEC (1976) et titulaire d'une maîtrise de droit, Jean-Dominique Senard est ensuite officier au 2e régiment de hussards.
En 1979, il rejoint la Compagnie française des pétroles (groupe Total) sur des fonctions de contrôle de gestion. A partir de 1987, ils occupe des postes de direction financière au sein du groupe Saint-Gobain.
En 2003, Jean-Dominique Senard est nommé PDG de Pechiney puis membre du comité exécutif du groupe canadien Alcan.
En 2005, il devient directeur financier de Michelin. En 2012, il succède à Michel Rollier comme président du groupe.
En 2018, il remet avec l'ancienne secrétaire générale de la CFDT Nicole Notat un rapport sur le rôle de l'entreprise dans la société française au ministre de l'Économie Bruno Le Maire.
En 2019, Jean-Dominique Senard devient président du constructeur français d'automobiles Renault. Il prend également la tête de l'alliance Renault-Nissan-Mitsubishi.