Jason Sudeikis nasce a Fairfax, in Virginia, ma cresce a Overland Park, in Kansas con la famiglia, dove ancora abitano le sue due giovani sorelle: l'attrice Lindsay Sudeikis e l'insegnante liceale Kristin. Studente della Brookridge Elementary School, prima di trasferirsi all'Holy Cross Catholic School, si iscrive alla Jesuit Rockhurst High School, nel 1991, e poi passa alla Shawnee Mission West High School, dove si mette in luce come giocatore di basket, ma è la recitazione a farlo partire altrove come improvvisatore teatrale per il ComedySportz con la compagnia di sketch Der Monkenpickle. Dopo aver vissuto a Chicago per un po' di tempo, studia ancora nell'improvvisazione teatrale, fondando lui stesso la squadra JTS Brown. Accettato nella Second City's National Touring Company, gira l'Europa e l'America in tournée. Successivamente, viene diretto da Dave Payne nel film tv Alien Avengers II (1998) e appare anche nel telefilm 30 Rock (2007-2010). Nel 2003, Sudeikis viene stato incoraggiato da suo zio, l'attore George Wendt (della serie tv Cin cin), a inviare un video dei suoi lavori ai produttori dello storico programma comico e di varietà Saturday Night Live. Inizialmente assunto come cronista, dopo due anni e innumerevoli provini, si è ritrovato davanti alle telecamere e non è più tornato indietro. Ha fatto parte del cast del Saturday Night Live (2003-2010) per otto stagioni, registrando picchi di ascolto con le sue caratterizzazioni del Vicepresidente Joe Biden e del candidato alla presidenza Mitt Romney, tra le tante altre.

I film
Sposato e divorziato con l'attrice e la sceneggiatrice Kay Cannon, debutta nel pessimo film The Ten - I dieci comandamenti come non li avete mai visti (2007) di David Wain con Paul Rudd, Adam Brody, Winona Ryder e Ron Silver. Pellicola che tutti dovrebbero evitare, lui compreso avrebbe dovuto! Infatti, è l'esordio peggiore che si possa immaginare. Si rifarà con la commedia romantica dolcissima I Love Movies (2007), seguita da Notte brava a Las Vegas (2008) di Tom Vaughan con Cameron Diaz, Ashton Kutcher e Treat Williams, The Rocker - Il batterista nudo (2008) e Il cacciatore di ex (2010). L'anno successivo torna con due commedie: è co-protagonista insieme ad Owen Wilson del film Libera Uscita e nel cast di Come ammazzare il capo e vivere felici, diretto da Seth Gordon.
Ha prestato la sua voce nel film d'animazione di Chris Wedge Epic - Il mondo segreto, ed è la voce di Red, protagonista di Angry Birds - Il film, nelle sale a maggio 2016. Inoltre, Sudeikis è stato per diversi anni una delle voci nella famosa sitcom animata The Cleveland Show.
Apparirà presto in un due importanti film drammatici indipendenti: Tumbledown di Sean Mewshaw, con Rebecca Hall e The Devil and the Deep Blue Sea di Bill Purple, con Jessica Biel e Maisie Williams. Ha interpretato inoltre il thriller fantascientifico di Nacho Vigalondo Colossal, con Anne Hathaway, la commedia Mother's Day con Jennifer Aniston, Julia Roberts e Kate Hudson, e il film biografico sul campione olimpico Jess Owens Race - Il colore della vittoria. Nel 2017 fa parte del cast di Downsizing di Alexander Payne e in seguito partecipa alla serie The Mandalorian. Ma è grazie a Ted Lasso che si aggiudica un Golden Globe nel 2021 come miglior attore in una serie comica.
Dal 2011 Sudeikis ha una relazione con l'attrice Olivia Wilde, con la quale ha avuto due figli.