Джейк Джилленхол (Jake Gyllenhaal) родился 19 декабря 1980 года в Лос-Анджелесе, в семье режиссёра Стивена Джилленхола, происходившего из шведской аристократической семьи, и сценаристки Наоми Фонер, родители которой были иммигрантами из России.
Вся семья актера занималась кинематографом. Джейк и его старшая сестра Мегги Джилленхол уже с ранних лет играли эпизодические роли в фильмах его отца.
В 11 лет состоялся кинодебют Джейка — он сыграл мальчика Дэнни Робинса в комедии «Городские пижоны».
В 1988 году, после окончания средней школы при Гарвардском университете в Лос-Анджелесе, Джилленхол поступил в Колумбийский университет, где когда-то училась его мать, а потом и сестра.
Однако спустя два года юноша бросил учебу и полностью посвятил себя актерской карьере.
Первая известность пришла к артисту в начале 2000-х годов после целого ряда таких картин, как: «Донни Дарко» (2001), «Парень из пузыря» (2001), «Шоссе» (2002), «Послезавтра» (2004).
Широкая популярность пришла к Джейку в 2005 году после роли ковбоя нетрадиционной ориентации в фильме режиссера Энга Ли «Горбатая гора», где вторую главную роль исполнил ныне покойный Хит Леджер.
К слову, сам Джилленхол является крестным отцом Матильды Роуз Леджер — дочери Леджера и Мишель Уильямс.
Также очень популярными работами Джилленхола стали ленты: «Принц Персии: Пески времени» (2010), «Исходный код» (2011), «Враг» (2012), «Левша» (2015) и «Эверест» (2015).
В настоящее время Джейк Джилленхол является одним из самых завидных холостяков США. В объятьях звезды побывали певица Дженни Льюис, актриса Кирстен Данст и кантри-исполнительница Тейлор Свифт.