Na zijn studies (bij Germaine Fleury, Klaus Heitz, Xavier Gagnepain en Philippe Muller aan het Conservatoire de Paris) werd Jérôme Pernoo vlug gelauwerd op internationale wedstrijden. Hij was laureaat van de Internationale Tsjaikovskiwedstrijd in Moskou, won de derde prijs bij de Rostropovitchwedstrijd in Parijs en werd eerste op de Wedstrijd van Pretoria in 1996.
Jérôme Pernoo trad met de meeste van de grote Franse symfonische orkesten op en heeft nauwe banden met l'Ensemble Matheus en Jean-Christophe Spinosi met wie hij uitgenodigd werd op het festival van Salzburg in 2010 en in Carnegie Hall in 2013. In het buitenland speelt hij met toporkesten zoals het Deutsches-Symfonie Orchester Berlin, Chamber Orchestra of Europe, Wiener Symphoniker, Bayerische Staatsoper en Philharmonia Zurich.
Hij trad op met pianist Jérôme Ducros in Europa's meest prestigieuze zalen zoals de Berliner Philharmonie, de Wigmore Hall in Londen, Théâtre des Champs-Elysées, Théâtre du Châtelet en la Cité de la musique in Parijs.
Verschillende componisten zoals Guillaume Connesson, Jérôme Ducros en Jérémie Rhorer droegen werken aan hem op. In 2008 bracht hij in wereldpremière het concerto voor cello van Guillaume Connesson, dat hij 2014 opnam voor Deutsche Grammophon (2014). Met Jérôme Ducros bracht hij de sonates van Rachmaninov en Bridge uit alsook de Kreutzersonate van Beethoven. Onlangs verscheen er een album met kamermuziek van Guillaume Connesson dat deel uitmaakt van de Pierre Bergé collectie en de Choc de Classica won.
Hij bespeelt een anonieme Italiaanse barokke cello en violoncello piccolo uit de 18e eeuw van de Milanese school en een moderne cello die Franck Ravatin voor hem bouwde.
In 2005 werd hij benoemd tot professor cello op het Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris.