Champmeslé débute au théâtre en 1665, dans une troupe de campagne, et épouse à Rouen Marie Desmares le 9 janvier 1666. Il alla avec elle à Paris où il joua au Théâtre du Marais puis à l’Hôtel de Bourgogne et devient l’un des premiers sociétaires de la Comédie-Française.
À sa mort, survenue en sortant d’un cabaret, le curé de Saint-Sulpice refuse le service funèbre et Champmeslé est inhumé dans le jardin de sa maison d’Asnières.
Champmeslé est aussi l’auteur d’une dizaine de pièces de théâtre, dont certaines en collaboration avec La Fontaine.