Jake Gyllenhaal est né en 1980 à Los Angeles. Fils d'un réalisateur et d'une scénariste, la voie de Jake Gyllenhaal semblait toute tracée, et ses talents d'acteurs lui ont rapidement permis de tenir l'affiche dans des films prestigieux.
C'est dans un film devenu culte Donnie Darko (2002), que Jake Gyllenhaal est révélé au grand public. Son rôle d'un adolescent perturbé, en proie à des hallucinations, lui vaudra même d'être nommé aux Independent Spirit Awards. Jake Gyllenhaal enchaîne alors avec des films comme The Good Girl, avec Jennifer Aniston, et Le Jour d'après, avec Dennis Quaid, qui connaît un succès commercial immense. En 2005, Jake Gyllenhaal est à l'affiche de Irréfutable, avec Anthony Hopkins et Gwyneth Paltrow et de Le Secret de Brokeback Mountain, avec Heath Ledger.
Récemment, Jake Gyllenhaal a été au générique de Zodiac (2007) de David Fincher, de Détention secrète, de Gavin Hood, et, en 2010, il joue dans Brothers, avec Tobey Maguire et Natalie Portman. La même année, il tient le rôle principal dans Prince of Persia : Les Sables du temps, avec Gemma Arterton et Ben Kingsley.