Du côté paternel, la famille Gyllenhaal a des origines suédoises et anglaises ; le jeune Jake est élevé selon les traditions de lanoblesse suédoise(en)[2]. Du côté maternel, la famille Achs est issue d'une famillejuive américaine deNew York.
À l'âge de treize ans, il célèbre sabar-mitsvah dans un refuge poursans-abri[3], selon le souhait de ses parents, afin qu'il prenne conscience de son mode de vie privilégié[4].
Jake Gyllenhaal a, par la suite, obtenu son diplôme de fin d'études secondaires à la Harvard-Westlake School en 1998 puis étudie pendant deux ans à l'université Columbia, avant de se consacrer à sa carrière d'acteur.
La fin de l'année lui permet d'être remarqué avec la comédie dramatiqueLove, et autres drogues d'Edward Zwick, où il a pour partenaire l'actriceAnne Hathaway. Le film divise la critique[10] mais son interprétation lui permet d'être nommé auGolden Globes du meilleur acteur dans une comédie ou comédie musicale.
Entre 2011 et 2014, Jake Gyllenhaal tient les premiers rôles dans desfilms indépendants, souvent réalisés par des jeunes cinéastes.
En 2010, il convainc le réalisateurDuncan Jones de dirigerSource Code, un film descience-fiction dans lequel il tient aussi le rôle principal[11]. Sorti en 2011, le long-métrage est acclamé par la critique et, malgré son petit budget, connaît un large succès commercial. Il participe la même année à un épisode spécial deSeul face à la nature (Man vs. Wild). Il accompagne le présentateurBear Grylls enIslande, pour deux jours de survie.
En 2012, il reprend un rôle ambigu dans le thriller urbainEnd of Watch, filmé caméra à l'épaule parDavid Ayer. Pour les besoins du film, il suit une formation tactique en participant à des cours enseignés aux policiers avec son partenaire à l'écran,Michael Peña[12].
Du 9 au, il fait partie du jury du62e Festival du film de Berlin, présidé par le réalisateurMike Leigh[13].Il se met dans la peau d'un tueur dans le clip musicalTime to Dance du groupeThe Shoes[14] et revient sur les planches en jouant dans la pièceIf There Is I Haven't Found It Yet.
En 2013, il collabore avec le cinéaste canadienDenis Villeneuve pour deux longs métrages salués par la critique. Il joue d'abord un jeune inspecteur dans le thriller psychologiquePrisoners, dont il partage l'affiche avecHugh Jackman, puis il tient un double rôle dansEnemy où il donne la réplique à la françaiseMélanie Laurent.Il poursuit dans cette veine en incarnant l'impitoyable apprenti journaliste Louis Bloom dansNight Call, première réalisation du scénaristeDan Gilroy que Jake Gyllenhaal produit également. Le film est quasi-unanimement acclamé par la critique et reçoit de nombreuses nominations, saluant à de multiples reprises la performance de l'acteur[15].
L'acteur au Festival International du Film de Toronto 2015, pourDemolition.
Cette même année, il est également à l'affiche du drame sportifLa Rage au ventre, où il incarne un boxeur, sous la direction d'Antoine Fuqua. Si le film divise beaucoup la critique[19], la prestation de l'acteur est remarquée[20].
En 2016, il interprète le rôle principal du drame indépendantDemolition, un flop commercial. Parallèlement, il est invité à jouer dans un épisode de la quatrième saison de la série comiqueInside Amy Schumer. Il retourne à un registre plus sombre avec le polarNocturnal Animals réalisé par le stylisteTom Ford et inspiré du livreTony and Susan d'Austin Wright, le film a été projeté auFestival de Venise[21].
En 2017, l'acteur confirme son retour au cinéma grand public en tenant le rôle-titre du film de science-fictionLife : Origine inconnue deDaniel Espinosa, remplaçantRyan Reynolds qui a du incarner un rôle secondaire en raison d'un conflit d'emploi du temps[22]. Il fait également partie de la distribution d'un autre film de science-fiction,Okja, écrit et réalisé parBong Joon-ho. Bien que le film soit présenté au Festival de Cannes, il est diffusé exclusivement sur la plateformeNetflix[23].Il joue aussi le premier rôle dubiopicStronger deDavid Gordon Green, sa performance est saluée par la critique[24].
De[31] à[31], il a eu une relation amoureuse avec l'actrice américaineKirsten Dunst. Il a rencontré l'actrice grâce à sa sœur Maggie[1]. Il devait par ailleurs remplacerTobey Maguire dans le rôle dePeter Parker pourSpider-Man 2 mais ce dernier est finalement revenu sur sa décision qui était motivée par des douleurs dans le dos[32].
Durant l'année 2006, il fut brièvement en couple avec l'actriceNatalie Portman[33].
↑Il est d'usage que les acteurs jouant leur propre rôle dans un film ou une série télévisée soient crédités sous l'appellation « lui-même », toutefois lorsque Jake Gyllenhaal apparaît sous son propre identité, ceci est dans le but d'établir clairement qu'il interprète un personnage fictionnel et non sa propre personne.
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