Джейк родился в семье известного режиссера Штефана Джилленхола и сценариста Наоми Фонер. Его крестной матерью является Джейми Ли Кертис, а крестным отцом — Пол Ньюман.У Джейка шведские и русско-еврейские корни. В школе Джейк учился с участниками популярной группы «Maroon 5». Вокалист «Maroon 5» Адам Ливан один из его лучших друзей.Одним из профессоров Джейка в Колумбийском Университетt был Роберт Турман, отец Умы Турман.
Одно из хобби Джейка — кулинария. Он с удовольствием готовит для друзей и близких. Работал спасателем на пляже в течение 3 лет, 2 из которых одновременно работал на 2 работах: спасатель и помощник в ресторане друзей семьи. Его полное имя — Джейкоб Бенджамин Стивен Джилленхол.
