Son père Claude Ferdinand Monchablon, né en 1815, originaire de Bar-le-Duc, est officier de santé. Sa mère, Marie Joséphine Vagneux, née en 1820, est originaire de Rupt-aux-Nonains dans la Meuse. Jean Baptiste Monchablon fait ses études au collège Notre-Dame à Nantes.
Attiré par la peinture des maîtres flamands, il part en 1886 pour les Pays-Bas à Leyde, où il exécute des paysages. Il marque sa passion pour ce pays en signant désormais « Jan » Monchablon. Il est lauréat du premier prix de Rome en peinture en 1903 sur le thème du Retour de l'enfant prodigue[3].
Il épouse Fanny Élisa Julien, fille d'un accordeur de piano. Ensemble, ils se rendent régulièrement dans son village natal de Châtillon-sur-Saône aux confins des Vosges, de la Haute-Marne et de la Haute-Saône. Il y peint la majorité de ses paysages.
Beaucoup de ses œuvres sont conservées aux États-Unis[réf. nécessaire].
Il meurt le à Châtillon-sur-Saône, où il est enterré.
En 1909, son ami et marchand d'art américain Roland Knoedler commande à Antoine Bourdelle un monument à sa mémoire[4].
Le Monument à Monchablon sculpté par Antoine Bourdelle a été érigé en 1909 à Châtillon-sur-Saône. Le buste en bronze a été envoyé à la fonte sous le régime de Vichy. Le sculpteur Marcel Julius Joosen[9] a sculpté un nouveau buste inspiré de celui de Bourdelle, aujourd'hui installé à l'écart du vieux village, sur une colline dominant les vallées de l'Apance[10]. Un exemplaire du Buste de Jan Monchablon en bronze par Bourdelle est conservé au musée de Châtillon[11].
Depuis le , la rue où se trouvait sa maison natale à Châtillon-sur-Saône porte son nom.
Fonds Antoine Bourdelle. Atelier/Monuments et sculptures/Autres1 (1904-1925) (Sous-dossiers) : chemise « Monument à Monchablon » : un plan du piédestal du Monument à Jean Monchablon, 1904 (en ligne sur parismuseescollections.paris.fr).