Jacques ne s'intéressait pas du tout à la course automobile du vivant de son père. Pourtant après s'y être essayé dans une école de pilotage, il se lança en Italie, en Formule 3, jusqu'en 1991 où il termina sixième du classement. En 1992, il finit second du championnat japonais. Puis troisième de la Formule Atlantic nord-américaine. Démarrant en Indycar en 1994, il termina deuxième des 500 Miles d'Indianapolis et 6e du classement général. Il décrocha le titre Indy en 1995 avec quatre victoires, dont une aux 500 Miles. 

En 1996, son passage en Formule 1 fut décidé au sein de l'écurie Williams. Il passa l'hiver effectuer des essais privés, ce qui faillit payer dès le premier Grand Prix en Australie. Apprenant constamment, Jacques Villeneuve finit par décrocher sa première victoire au Grand Prix d'Europe, avant de venir disputer le titre à Damon Hill jusqu'à la dernière course. Il devint finalement champion en 1997, avec sept victoires et après avoir surmonté une attaque sournoise de Schumacher lors du dernier Grand Prix. En 1998, il resta chez Williams avec l'optique de défendre son titre mondial mais sa voiture n'était plus compétitive. Il décida donc de rejoindre pour la saison 1999 la toute nouvelle écurie BAR de son ami et manager Craig Pollock. 

Mais la nouvelle monoplace se révéla catastrophique et Jacques Villeneuve laissa son score 1999 vierge jusqu'à la fin. l'arrivée de Honda permit à Jacques et à BAR de faire un bond en avant puisqu'il réussit à offrir 17 points à son écurie. En 2001, la venue d'Olivier Panis lui apporta un excellent stimulant mais une monoplace ratée ne lui permis pas de ramasser plus de 12 points malgré son premier podium pour BAR. La nouvelle monoplace conçue par Malcolm Oastler semble réussie et malgré l'éviction brutale de Craig Pollock au profit de David Richards à la tête de l'écurie, Jacques Villeneuve semble parti pour disputer un nouvelle saison au sein de BAR. Manque de résultats puis de motivation, frustration, le courant ne passe pas entre Richards et Villeneuve, et le pilote québécois se retrouve sans écurie, 2004 devient donc une année sabbatique. Mais le voilà qui termine la saison chez Renault à la place de Trulli, où il ne fut pas ridicule mais loin des prouesses d’antan. En 2005 Jacques Villeneuve revient aux commandes d’une Sauber. La saison 2005 ne sera guère meilleure, même si grâce aux disqualifications des BAR, le pilote canadien terminera 4ème à Saint-Marin. Mais sur l'ensemble, il est dépassé par Massa, son coéquipier. Chez BMW Sauber en 2006, Jacques marque quelques points mais est dépassé par son coéquipier Nick Heidfeld. Blessé lors du GP d'Allemagne, il est remplacé par Robert Kubica, avant d'être officiellement remercié par son équipe.

Ne trouvant aucun volant de Formule 1 disponible, c'est vers le championnat NASCAR que se tournerait Jacques Villeneuve.