Родился 22 августа 1954 года в Цинциннати, штат Огайо, США.
Учился в Принстонском университете в Шаронвиле, где его сокурсником был будущий пресс-секретарь Белого дома Тони Сноу. Получил свою первую роль в тридцатилетнем возрасте в драме Роберта Бентона «Место в сердце». В 1984 году он принял участие в съёмках популярных в 80-е телесериалов «Полиция Майами: Отдел нравов» и «Она написала убийство». В следующем году вышла картина Майкла Диннера «Да помогут нам небеса», где Джей сыграл роль строгого надсмотрщика в католической школе.
Далее последовали съёмки в телесериалах «Уравнитель», «Спенсер», «Закон Лос-Анджелеса» и др. В 1987 году актёр получил второстепенную роль в криминальной драме Джерри Шацберга «Уличный парень», рассказывающей о жизни репортёра, попавшего в непростую ситуацию, а также в детективе «Мёртв по прибытии». В 1990 году Пэттерсон участвовал в съёмках популярного фантастического боевика Стива Бэррона «Черепашки-ниндзя». А спустя ещё четыре года снялся вместе со знаменитыми голливудскими актёрами Брюсом Уиллисом и Мелани Гриффит в картине Роберта Бентона «Дураков нет».
В 1997 году Джей Пэттерсон сыграл в очередном боевике «Ливень» с Морганом Фриманом в главной роли. А в 1998 году он снялся вместе с Николасом Кейдежем и Мег Райан в мелодраме Брэда Силберлинга «Город ангелов», а также в ленте Стивена Зеллиана «Гражданский иск» с Джоном Траволтой в главной роли.
Вплоть до 2002 года Джей активно снимался в различных телесериалах: «Третья смена», «Сейчас или никогда» и др. В 2005 году он получил одну из главных ролей в картине Эдриэнна Дж. Уайсса «Любовь, Ладлоу», а в 2006 году – в комедии Спенсера Ли Шили «Send in the Clown». В 2007 году он снялся в популярной ленте Яна Самюэля «Дрянная девчонка», рассказывающей о любовной истории студента и сумасшедшей молодой блондинки. Далее Пэттерсон исполнил ещё несколько эпизодических ролей в драмах «Моя любовная песня», «Хороший парень Джонни» и др. В 2015 году выйдет продолжение завоевавшей признание миллионов телезрителей комедии Сета МакФарлейна «Третий лишний 2» с Марком Уолбергом в главной роли, где Джей Пэттерсон также примет участие.
