Jacques est le frère cadet de Gilles Villeneuve, l'oncle de Jacques. Mais il est difficile de faire le lien entre eux en termes de performances en F1.

Jacques commence la compétition automobile tardivement, en 1979, en Formule Atlantic, avec l'équipe de Bill Brack. Il termine deuxième sur le circuit de Citadel Hill. L'année suivante, il rejoint l'écurie Doug Shierson Racing et remporte quatre victoires, décrochant ainsi le titre au volant d'une March 80A-Ford. Il réitère l'année suivante, avec à nouveau le titre et quatre victoires. C'est également cette saison-là qu'il commence sa carrière en Formule 1.

Fort de ses succès en Formule Atlantic, il est engagé à deux reprises par l'écurie Arrows. La première a lieu à domicile, au Canada. Après avoir couru la dernière manche du championnat de Formule Atlantic, il participe à la deuxième séance de qualifications, mais n'améliore pas son temps de la veille, terminant à plus de sept secondes de la pole position, et à près de trois secondes de la dernière place qualificative. Lors de l'épreuve suivante, à Las Vegas, il ne parvient pas non plus à se qualifier.

Il choisit de poursuivre la saison 1982 en Can-Am. En 1983, il remporte trois victoires et le titre en Can-Am. Cette même année, Jacques tente une dernière fois de se qualifier pour le Grand Prix du Canada. Il a « acheté » à John Macdonald le baquet de la RAM-March moyennant 65 000 dollars. Mais c'est une grosse déception pour le Québécois, qui rate la qualification pour seulement 0,378 seconde.

En 1984, il part aux Etats-Unis pour disputer le championnat CART. Il parvient à décrocher la pole position à Phoenix et termine à plusieurs reprises dans le top 6. Lors des 500 Miles d'Indianapolis, il doit déclarer forfait après s'être blessé lors d'un accident. En 1985, il devient le premier Québécois à remporter une course en CART, sur le circuit d'Elkhart Lake. En 1987, il tente de se qualifier pour la F3000 lors du Grand Prix de Belgique, mais échoue à nouveau. Jacques court ensuite en IMSA, puis participe à quelques courses en Formule Atlantic jusqu'en 1994.

Il se concentre ensuite sur les compétitions de motoneige, discipline dans laquelle il devient une figure emblématique en Amérique du Nord. Il participe régulièrement au prestigieux Grand Prix de Valcourt.

Sa fin de carrière est marquée par plusieurs accidents graves sur les circuits de glace. En février 2008, il est victime d'un violent accident de motoneige à Valcourt, qui lui cause de multiples fractures et un pneumothorax. Il reprend toutefois le volant après sa convalescence. Il est de nouveau victime d'un accident important lors de cette même épreuve en 2013, avec une fracture de la jambe à la clé.

Au début de l'année 2014, il annonce publiquement qu'il lutte contre un cancer de l'estomac. Malgré ces épreuves physiques et ces problèmes de santé, il reste une personnalité très respectée dans le monde des sports mécaniques au Québec et reste lié au milieu des courses de motoneige.