D'abord attiré par la musique, Jacob Batalon étudie la théorie musicale avant d'abandonner cette voie pour se consacrer à la comédie. Il rejoint ensuite le New York Conservatory for Dramatic Arts, où il perfectionne son jeu d'acteur. Ses débuts au cinéma remontent à 2016 avec le film indépendant North Woods. Mais c'est très vite qu'une opportunité décisive vient bouleverser sa carrière.
En 2017, Jacob Batalon accède à une notoriété internationale grâce au rôle de Ned Leeds dans le film Spider-Man: Homecoming. Meilleur ami de Peter Parker, incarné par Tom Holland, son personnage apporte une touche d'humour et de spontanéité très appréciée du public. Véritable confident du jeune super-héros, Ned devient rapidement l'un des seconds rôles les plus attachants du MCU.
L'acteur reprendra ce personnage dans Avengers: Infinity War, Avengers: Endgame, Spider-Man: Far From Home, Spider-Man: No Way Home et Spider-Man: Brand New Day.
Fort de cette popularité, Jacob diversifie sa filmographie en explorant d'autres registres. On le retrouve dans la comédie romantique Flocons d'amour, le thriller horrifique Les Cartes du mal ou encore les films d'action En plein vol et Novocaïne. Il tient aussi le rôle principal de la série fantastique Reginald the Vampire, confirmant son envie de s'affranchir de son image de meilleur ami de Spider-Man.
Laurent Schenck