Di origine spagnola (il padre si era rifugiato in Francia durante la dittatura di Franco), Domenech debuttò nel 1969 come difensore nell'Olympique Lyonnais con cui nel 1973 vinse la coppa di Francia. Dopo un passaggio all'RC Strasburgo con il quale vinse il campionato nel 1979, fu ceduto al Paris Saint-Germain, poi all'FC Girondins de Bordeaux prima di terminare la propria carriera nell'FC Mulhouse, dove fece anche le sue prime esperienze come allenatore. Domenech divenne allenatore dell'Olympique Lyonnais nel 1988; nel 1989 riuscì a far promuovere in D1 la squadra. Nel 1993 divenne commissario tecnico della nazionale Under 21, con cui non vinse nessun titolo pur avendo a disposizione alcuni futuri giocatori chiave della nazionale maggiore, annoverando come migliori risultati il secondo posto del 2002, il terzo del 1996 ed il quarto del 1994. Nel 2004 succedette a Jacques Santini alla guida della nazionale di

calcio francese appena sconfitta ai quarti di finale degli Europei dalla Grecia. L’attuale commissario tecnico francese è stato capace di condurre la Francia alla finalissima dei Mondiali di Germania 2006, dopo un inizio stentatissimo in cui i transalpini hanno seriamente rischiato di uscire già dalla fase a gironi. Deludente la partecipazione ad Euro 2008, dove la Francia è uscita dopo la fase a gironi, senza vincere alcuna partita.