Jake McDorman nasce in Texas, a Dallas, dove studia recitazione presso il Dallas Young Actors Studio. Tra il 2004 e il 2006, è nel cast della sitcom Quintuplets e partecipa come guest a serie di successo come CSI: Miami e Cold Case.
Fa il suo debutto cinematografico nel thriller Echos of Innocence, cui seguono Ragazze nel pallone. Tutto o niente e Aquamarine, entrambi del 2006.
L'anno successivo arriva il ruolo che lo fa conoscere al pubblico internazionale. É infatti Evan Chambers nel teen drama Greek, ruolo che ricoprirà per quattro stagioni. Seguono altre due serie di successo: Are you there, Chelsea?, basata sul libro autobiografico dell'attrice americana Chelsea Handler; e Shameless, la serie sulle vicende della disastrata famiglia Gallagher.
Nel 2014 è protagonista della nuova sit com della ABC Studios, Manhattan Love Story, serie che svela i differenti punti di vista tra uomo e donna all'inizio di una relazione. Ma il 2014 è anche l'anno della grande occasione cinematografica. Gira infatti American Sniper, film sul cecchino più letale della storia militare americana, diretto da Clint Eastwood e con protagonisti Bradley Cooper e Sienna Miller.