Decleir debuteerde als filmacteur in 1971 in de productie Mira van Fons Rademakers. Hierin speelde hij een boerenzoon als tegenspeler van Willeke van Ammelrooy. In de theaterwereld verkreeg hij bekendheid door zijn acteerwerk bij de Internationale Nieuwe Scène voor het toneelstuk Mistero Buffo van Dario Fo. Hij trok jaren rond met zijn monologen Obscene Fabels van diezelfde Dario Fo. Bij het grote televisiepubliek werd Decleir bekend toen hij in 1976 de rol van Sil de strandjutter speelde in de gelijknamige televisieserie.

Bij kinderen is Decleir vooral bekend als Sinterklaas in het kinderprogramma Dag Sinterklaas (1993), dat telkens in de sinterklaastijd uitgezonden wordt op Ketnet. Hij neemt jaarlijks deze rol op zich tijdens de intrede van de Sint sinds de start van het evenement in 2003. In 2005 speelde hij in de Nederlandse familiefilm Het paard van Sinterklaas en het vervolg ervan Waar is het paard van Sinterklaas?. In 2009 kwam er dan een nieuw programma rond de Sint op de Vlaamse televisie met name Sinteressante dingen. In 2015 verscheen Decleir met de rest van de Sinterklaas-cast in de eerste Vlaamse Sinterklaasfilm Ay Ramon!. Hij speelde ook Koning Jozef in de jeugdserie Kulderzipken.

Andere opmerkelijke rollen speelde Decleir onder meer in de voor een Oscar genomineerde film Daens (1993) waarin hij priester Adolf Daens vertolkte, Camping Cosmos (1996) van Jan Bucquoy waarin hij de minnaar van Harry vertolkte, Karakter, de film van Mike van Diem die een Oscar won (1997), Retour Den Haag (televisie, 1999), waar hij de rol speelde van premier Ruud Lubbers, Kruimeltje (1999) als de strenge Vader Keyzer van een weeshuis, Negen dagen van de gier (televisie, 2001) en Stille Waters (2001). In 2003 speelde hij de rol van Angelo Ledda, een aan de ziekte van Alzheimer lijdende huurmoordenaar in de film De zaak Alzheimer. In 2006 speelt hij de rol van 'De Generaal' in De Kavijaks, een vijfdelige serie die werd uitgezonden op de Nederlandse omroep KRO en later ook op de Vlaamse televisiezender VTM. In deze serie speelden overigens ook zijn kinderen: Jenne Decleir (1977) en Sophie Decleir (1970) een hoofdrol.

Jan Decleir kreeg verschillende keren een onderscheiding voor zijn acteerwerk. Zo kreeg de film Antonia waarin hij meespeelde een Oscar, evenals "Karakter". Ook Daens werd voor een Oscar voor Beste Buitenlandse Film genomineerd. Op het filmfestival van Montreal kreeg hij de prijs van Beste Acteur voor zijn rol in de door Pieter Kuijpers geregisseerde film Off Screen. Op het Nederlands Film Festival ontving hij een Gouden Kalf voor zijn betekenis voor de Nederlandstalige film. Hij ontving de prijs van verdienste van de Vereniging van Vlaamse filmpers voor zijn gehele oeuvre in november 2005. In 2008 kreeg hij de prijs voor beste acteur op het Tiburon International Film Festival voor zijn rol in Man zkt vrouw.

Decleir liet de rol van de schurk in de Bond-film The World Is Not Enough (1999) aan zich voorbijgaan omdat hij het toneelspelen belangrijker vond. Hij weigerde ook een rol in Stanley Kubricks Eyes Wide Shut wegens verplichtingen in het theater. Ook een samenwerking met Peter Greenaway liet hij staan voor eerder aangegane afspraken.