Originaire de Franche-Comté natale Damien Jouillerot se lance d'abord dans un apprentissage pour devenir boulanger. En 2001, alors qu'il prépare tranquillement sa première année Gérard Jugnot se rend dans son village faire des repérages pour M. Batignole. Il aura suffit d'une demande d'autographe un peu originale pour qu'il tape dans l'œil du réalisateur. C'est ainsi que Damien Jouillerot obtient un petit rôle dans Monsieur Batignole, un rôle qui marque le début de sa carrière à seulement 16 ans.
Il débute réellement sa carrière à la télévision notamment dans poil de Carotte ou Desiré Landru. Au cinéma il partage l'affiche avec des acteurs reconnus comme Jacques Villeret dont il joue le fils dans Effroyables en 2003, qu'il retrouve dans Malabar Princess aux côtés également de Michèle Laroque et Claude Brasseur.
Il continue sur sa lancée et décroche un premier rôle dans Les fautes d'orthographe où il donne la réplique à Carole Bouquet.
En 2005, Damien Jouillerot rencontre Gérard Darmon dans Emmenez-moi et tient l'un des rôle principaux du drame Les Aiguilles rouges l'année suivante.
Il revient ensuite vers la télévision notamment dans Sur le fils ou Le Clan Pasquier. En 2008 il tourne pour le cinéma dans Le jeune fille et les loups de Gilles Legrand. La même année il change de registre et prend part au casting de la comédie dramatique Fracassés avec Vincent Desagnat.
