Jay Hernandez lahir di Morelia, Meksiko, dan dibesarkan di Los Angeles, California. Ia berasal dari keluarga berdarah Meksiko, dengan ibu bernama Isis Maldonado, seorang akuntan dan sekretaris, serta ayah Javier Hernandez Sr., seorang mekanik. Career-nya berawal secara tak terduga saat bertemu manajer bakat Howard Tyner di lift, yang melihat potensi besar dalam dirinya.

Pada tahun 1998, Jay memulai debutnya di dunia hiburan melalui serial TV Hang Time di NBC sebagai Antonio Lopez, selama dua musim. Setelah itu, ia bermain sebagai Eddie, pengantar pizza di serial Undressed di MTV. Ia mulai meraih perhatian setelah tampil di film Crazy/Beautiful karya tahun 2001, berperan sebagai Carlos Nuñez, siswa yang cerdas dan bercita-cita masuk akademi militer.

Selanjutnya, Jay membintangi film Disney The Rookie pada 2002 sebagai Joaquin Wack Campos, kapten tim baseball SMA. Ia juga muncul di film aksi Torque dan drama Ladder 49 serta Friday Night Lights tahun 2004. Pada 2005, ia membintangi film horor brutal Hostel, yang menjadi salah satu karya terkenal dan memperlihatkan keberaniannya dalam genre berbeda.