Ancien élève de l'Ecole Polytechnique (promotion 1948, sorti major), et de l'Ecole des mines de Paris (sorti en 1953, major sur 10 élèves corpsards, il avait notamment comme professeur Maurice ALLAIS qui l'a fortement influencé). Ingénieur au corps des Mines.
Jacques Lesourne a été successivement stagiaire, puis chef du service économique aux Charbonnages de France (1954-1957), directeur général et président du groupe Sema (1958-1975), directeur du projet Interfuturs à l'OCDE (1976-1979), professeur d'économie (1974-1998) et président du département Économie et gestion au Conservatoire national des Arts et Métiers (1974-1991), directeur-gérant du journal Le Monde (1991-1994). Il a présidé notamment l'Association française de science économique (1981-1983), Futuribles et FutuRIS, et l'International fédération of operational research societies (Ifors) (1986-1989).
Il a publié de nombreux ouvrages d'économie et de prospective, notamment Technique économique et gestion industrielle (Dunod, 1958), Le Calcul économique (Dunod, 1964, 1972), Modèles de croissance de l'entreprise (Dunod, 1972), L'Economie de l'ordre et du désordre (Economica, 1991), Les systèmes du destin (Dalloz, 1976), Les Mille sentiers de l'avenir (Seghers, 1981), Éducation et société (Le Monde de l'éducation - La Découverte, 1988), L'Après-Communisme avec Bernard Lecomte (Laffont, 1990).