Fils du réalisateur Stephen Gyllenhaal et de la scénariste
Naomi Foner, Jake Gyllenhaal fait ses débuts au cinéma à 11 ans face à
Billy Crystal dans
La vie, l'amour, les vaches (1991). Élevé dans un environnement dédié au cinéma (sa marraine n'est autre que
Jamie Lee Curtis et son parrain
Paul Newman), il fait quelques apparitions sur grand écran au cours de son adolescence. Il tourne notamment dans
A dangerous woman (1993) et dans
Homegrown (1998), chaque fois dirigé par son père.
Son parcours va alors de pair avec celui de sa sœur,
Maggie. C'est à ses côtés qu'il est révélé au grand public en 2001 dans
Donnie Darko, où il incarne un adolescent perturbé communiquant avec un inquiétant lapin géant... Il se fait progressivement un nom dans le milieu des films indépendants (
The Good Girl en 2002) puis partage l'affiche du
blockbuster de
Roland Emmerich,
Le Jour d'après (2004), dévoilant ainsi son visage de jeune premier à un large public.
Désormais considéré comme l'une des valeurs montantes d'Hollywood, Jake Gyllenhaal sélectionne alors ses projets avec attention, choisissant des rôles forts. En 2006 et en 2007, il est tour à tour un marine perdu lors de la guerre du Golfe pour
Sam Mendes dans
Jarhead - la fin de l'innocence, un cow-boy homosexuel dans
Le Secret de Brokeback Mountain d'
Ang Lee (l'acteur est alors nominé pour la première fois aux Oscars) ou encore un agent de la CIA remettant sa mission en question dans
Détention secrète aux côtés de
Reese Witherspoon. L'acteur tourne également sous la direction de
David Fincher dans
Zodiac, pour lequel il partage l'affiche avec
Robert Downey Jr..
Jake Gyllenhaal continue de privilégier le registre dramatique, sur fond de guerre en Afghanistan dans
Brothers (2009) du cinéaste irlandais
Jim Sheridan, où il forme un trio maudit avec
Natalie Portman et
Tobey Maguire. En 2010, Gyllenhaal prend du muscle pour la superproduction adaptée du célèbre jeu vidéo,
Prince of Persia : les sables du temps. Il fait ensuite un détour par la comédie avec
Love, et autres drogues où il partage l'affiche avec
Anne Hathaway, récoltant une nomination aux Golden Globes. L'acteur retrouve les films d'actions avec ses rôles de soldat amnésique dans
Source Code (2011) et d'officier de police chevronné dans
End of Watch (2012).
Sélectionnant ses films avec pertinence, Jake Gyllenhaal est ensuite à l’affiche de deux thrillers réalisés par
Denis Villeneuve (
Incendies) :
Prisoners et
Enemy (tourné en premier mais qui sort après). En 2014, il se glisse dans la peau d’un journaliste indépendant et ambitieux enquêtant dans le milieu du crime à Los Angeles pour les besoins de
Night Call. Particulièrement à l'aise dans les rôles physiques, l'acteur campe un boxeur prêt à tout pour retrouver sa gloire et sa dignité dans
La Rage au ventre (2015) d'
Antoine Fuqua et un alpiniste dans
Everest (id.).
Homme déprimé suite à la mort de sa femme dans
Demolition, Jake Gyllenhaal goûte ensuite aux joies du thriller avec
Nocturnal Animals et de la SF avec
Life: Origine inconnue. En 2018, il se glisse dans la peau de
Jeff Bauman, qui a perdu ses jambes dans l'attentat de Boston en 2013. Une preuve supplémentaire de son engouement pour les rôles difficiles.
La même année, Jake Gyllenhaal est mis à l'honneur en devenant membre du Jury du Festival de Cannes et rejoint notamment
Guillermo Del Toro,
Xavier Dolan ou
Sophie Marceau.