Avec son complice Michel Serrault, il met au point un brillant numéro de cabaret, ce qui vaut aux deux comiques de débuter à l'écran sous les auspices de Michel Boisrond : Cette sacrée gamine (1956), mais c'est Sacha Guitry qui révèle l'étendue de leurs dons avec Assassins et Voleurs (1957). Un sourire ironique aux lèvres, une lueur amusée dans l'il, Poiret joue les sceptiques, les désinvoltes, les nonchalants aimables avec une distanciation de pince-sans-rire. Il donne du tonus à des films légers, ne néglige pas les productions de Jean-Pierre Mocky (les Vierges, 1962 ; Un drôle de paroissien, 1963 ; la Grande Frousse, 1964 ; la Bourse et la Vie, 1965 ; la Grande Lessive, 1968), conquiert les scènes du Boulevard avec des pièces comme la Cage aux folles ou Joyeuses Pâques qui deviendront des films à succès, et reparaît toujours fringant, dans un des principaux rôles du Dernier Métro (F. Truffaut, 1980) : celui de l'écrivain collaborateur. Il est dès lors très sollicité : la Septième Cible (C. Pinoteau, 1984) ; Poulet au vinaigre (C. Chabrol, 1985) ; Liberté, Égalité, Choucroute (J. Yanne, id.), Je hais les acteurs (Gérard Krawczyk, 1986). Il est l'inspecteur de police expéditif et peu conformiste de Poulet au vinaigre et Inspecteur Lavardin (C. Chabrol, 1985 et 1986), avant de retrouver Mocky dans le Miraculé (1987) et les Saisons du plaisir (1988) et de tourner dans Lacenaire (1990) de Francis Girod. Il réalise en 1992 son unique film : le Zèbre.
