Nascido a 9 de agosto de 1958, em Differdange, Jean-Claude Hollerich passou a infância em Vianden, onde residia a sua família. O castelo de Vianden, ainda em ruínas, era o seu lugar de brincadeiras.

Na adolescência, sentiu o apelo de Cristo para se colocar ao Seu serviço. Em 1978, iniciou a formação sacerdotal na Universidade Gregoriana de Roma (dois anos de Filosofia e um primeiro ano de Teologia) e entrou na Companhia de Jesus em 1981. Após o noviciado na região de Namur e um ano de prática pastoral no Luxemburgo, junto da Juventude Estudantil Católica (JEC) e das Comunidades de Vida Cristã (CVX), foi enviado para o Japão. Entre 1985 e 1987, começou por estudar a língua e a cultura japonesas, antes de retomar os estudos de Teologia em Tóquio, até 1989. No ano letivo de 1989–1990, obteve o diploma de Teologia na Faculdade de Filosofia e Teologia de Sankt Georgen, em Frankfurt.

Ordenado sacerdote a 21 de abril de 1990, em Bruxelas, prosseguiu os estudos em Munique e Bona. A partir de 1994, lecionou na Universidade Sophia, em Tóquio. Fez os seus votos religiosos a 18 de outubro de 2002, na igreja de Santo Inácio, em Tóquio, na província jesuíta do Japão. Nove anos mais tarde, quase no mesmo dia, foi ordenado bispo na Catedral do Luxemburgo, no domingo, 16 de outubro de 2011. O Papa Francisco criou-o cardeal a 5 de outubro de 2019.