Родился 23 января 1786 г. в г. Шайо (ныне - в составе Парижа), Франция. Дед будущего архитектора, Леже Рикар, был инженером, строителем мостов.
В 1806 г. поступил в парижскую школу архитектуры (с 1816 г. - одно из отделений Академии изящных искусств), которую окончил в 1813 г.
Прерывал обучение для службы в наполеоновской армии в 1806-1807 гг., был ранен. В 1813 г. снова состоял на военной службе, по итогам битвы под Лейпцигом 16-19 октября 1813 г. был награжден орденом Почетного легиона и получил чин старшего квартирмейстера. После разгрома армии Наполеона и его отречении от престола в 1814 г. Монферран оставил службу, работал архитектором в Париже. Известно только о его участии в проектировании парижской церкви Святой Марии Магдалины в неоклассическом стиле.
В 1816 г. Монферран переехал в Москву. По одним данным, в 1814 г. он смог передать останавливавшемуся в Париже российскому императору Александру I свою папку с проектами общественных зданий и памятников, после чего был приглашен на работу в Россию. По другим - приехал самостоятельно, рассчитывая попасть на службу к соотечественнику, инженеру-строителю Августину Бетанкуру, генерал-инспектору Института Корпуса инженеров путей сообщения и одного из приближенных Александра I. Воспользовавшись рекомендацией общего с Бетанкуром знакомого, часовых дел мастера Абрахам-Луи Бреге (создатель марки Breguet), смог попасть к нему на аудиенцию. Тот предложил Монферрану поучаствовать в конкурсе на проект перестройки Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге и передал Александру I подготовленные архитектором эскизы. Предложения молодого француза императору понравились больше, чем проекты других более именитых зодчих - Джакомо Кваренги и Василия Стасова. В 1818 г. Александр I утвердил проект, назначив Монферрана "императорским архитектором", а также начальником чертежной "Комитета для приведения в лучшее устройство всех строений и гидравлических работ в Петербурге и прикосновенных к оному местах". Этот комитет занимался вопросами благоустройства Санкт-Петербурга, прокладкой новых улиц, вопросами водоснабжения и пр.
Исаакиевский собор
Исаакиевский собор до Монферрана перестраивался трижды. Первая деревянная церковь была освящена в 1707 г., но быстро обветшала. Вторая каменная церковь была построена в 1727 г. В 1768 г. началось строительство храма по проекту итальянца Антонио Ринальди, но шло медленно. После восшествия на престол в 1796 г. Павел I приказал достроить храм архитектору Винченцо Бренне в сжатые сроки и в значительно удешевленном варианте. Освященный в 1802 г. собор выглядел приземисто и слишком просто для парадного центра Санкт-Петербурга. Уже в 1809 г. был объявлен конкурс на его перестройку. При этом, по желанию Александра I, требовалось сохранить хотя бы часть несущих стен и фундамента храма Ринальди.
В 1818 г. началась разборка третьего собора, в 1819 г. он был перезаложен, однако в следующем году строительство было остановлено, т. к. обнаружились конструктивные недостатки проекта Монферрана, угрожавшие обрушением. Был объявлен новый конкурс, в котором Монферран участвовал на общих основаниях, победителем стал архитектор Андрей Михайлов, однако Александром I все равно был утвержден новый проект Монферрана. Строительство собора продолжалось более 30 лет, в основном, при Николае I (правил в 1825-1855 гг.), при нем же в проект были внесены некоторые изменения: в частности, круглое сечение колоколен было заменено на квадратное, расширены портики. Собор был освящен 11 июня 1858 г. и стал одним из наиболее выдающихся памятников Санкт-Петербурга. Позднеклассическая постройка уже несла в себе черты нового стиля - эклектики. Высота купола собора - 101,5 м, его украшают 112 монолитных гранитных колонн, оформление собора выполнено художниками и скульпторами Карлом Брюлловым, Федором Бруни, Иваном Витали, Петром Клодтом и др. Храм отделан мрамором, добытым из карьеров близ поселка Рускеала в Карелии.
Александровская колонна
Второй по значимости постройкой Монферрана в Санкт-Петербурге является Александровская колонна, воздвигнутая в 1834 г. на Дворцовой площади. Посвящена победе над Наполеоном. Сооружение представляет собой стоящую на гранитном постаменте монолитную колонну из розового гранита, которую венчает фигура ангела, держащая крест (скульптор - Борис Орловский). Общая высота - 47,5 м.
Другие постройки
Среди других известных построек Монферрана - дом Лобаново-Ростовского на Адмиралтейском проспекте в Санкт-Петербурге (1820); Спасский собор в Нижнем Новгороде (1822, своими формами во многом напоминает проект Исаакиевского собора 1818 г.); павильоны в петербургском саду Екатерингоф (1820-е гг., не сохранились); памятник Николаю I на Исаакиевской площади в Санкт-Петербурге (1859). Также архитектор руководил поднятием из земли Царь-Колокола в московском Кремле и установкой его на постамент (1836), строительством ряда жилых домов и дач в Петербурге.
В 1828 г. Монферран был привлечен к работам по реконструкции Зимнего дворца в Санкт-Петербурге. 29 декабря 1837 г. во дворце произошел пожар, уничтоживший все его интерьеры. В ходе расследования выяснилось, что пожар возник из-за ошибки, допущенной Монферраном. При работах архитектором в некоторых из залов были установлены вторые, деревянные стены, отделенные от каменных воздушным мешком. В образовавшиеся полости выходили дымоходы из подвальных помещений. За пожар Монферран наказан не был, так как его проект реконструкции был одобрен и утвержден лично Николаем I, который считал себя знатоком строительного дела и сам не учел пожарной опасности деревянных конструкций.
Скончался Монферран в Санкт-Петербурге 10 июля (28 июня по старому стилю) 1858 г. Завещал себя похоронить в недавно освященном Исаакиевском соборе, но его воля не была выполнена, так как зодчий не принял православие. Похоронен на кладбище Монмартр в Париже.
Был награжден орденами Св. Владимира III степени, Св. Анны II степени, Красного орла 4-й степени (Пруссия), Почетного Легиона (Франция).
Вольный общник (почетное звание) Императорской академии художеств (ныне - Российская академия наук, 1831).
Был дважды женат. Первая супруга - Юлия Морне. Вторая супруга - Элиза Дебоньер.