Deschanel nació en Filadelfia, Pensilvania, hijo de Anna Ward (de soltera Orr) y Paul Jules Deschanel. Su padre era francés, de Oullins, Ródano, y su madre era estadounidense.[1] Deschanel fue criado en la religión cuáquera de su madre.[2] Fue a la escuela secundaria Severn School. Asistió a Johns Hopkins University de 1962 a 1966, donde conoció a Walter Murch, con el que puso en escena acontecimientos, incluyendo una memorable en la que Murch simplemente se sentó y comió una manzana para una audiencia. Murch se graduó un año antes que él y alentó a Deschanel a que lo siguiera a la Universidad del Sur de CaliforniaSchool of Cinematic Arts, donde se graduó en 1968. Durante este tiempo fue miembro de un grupo de estudiantes de cine llamado The Dirty Dozen, un grupo que atrajo la atención del sistema de Hollywood. Después de su graduación, asistió a la AFI Conservatory y se graduó con una Maestría en Bellas Artes en 1969.[cita requerida]
Dirigió su primera película, The Escape Artist, en 1982, y una segunda, Crusoe, en 1989. En 1990, Deschanel dirigió tres episodios de la serie de David LynchTwin Peaks. En 2007, dirigió un episodio de Bones, protagonizada por su hija.