Nato a Norristown (Pennsylvania), Pastorius crebbe a Fort Lauderdale (Florida) dove si avvicinò alla musica suonando la batteria. A causa della frattura di un polso, cominciò a suonare il basso elettrico nei generi R&B e pop, guadagnandosi la fama di una leggenda locale.
Dal 1976 la sua fama iniziò ad espandersi a livello internazionale con l'album Jaco Pastorius; nello stesso anno iniziò a suonare con gli Weather Report con due brani in Black Market, e stabilmente da Heavy Weather 1977, pubblicando poi diversi album. Nello stesso anno è da segnalare la sua collaborazione in "Bright size life" di Pat Metheny con Bob Moses alla batteria.
Nel tour che segue l'uscita di Heavy Weather, in concomitanza con le prime manifestazioni dei suoi disturbi psichici, Jaco cominciò a far uso di alcolici, che fino allora aveva sempre rifiutato a causa del padre alcolista: l'alcolismo contribuì alla sua tragica scomparsa.
L'anno successivo sempre con i Weather Report suonò in "Mr. Gone" (197
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poi nel live "8:30" (1979) e in "Night Passage" (1980).
A causa della crescente tensione con Joe Zawinul, Jaco lasciò i Weather e iniziò una carriera da solista, pubblicando Word of mouth album di composizioni orchestrali tra le quali la splendida "Three views of a secret". Suonò in vari album di Joni Mitchell "Mingus", "Hejira" e "Shadows and lights" con Pat Metheny, Michael Brecker e Don Alias.
La dipendenza da alcolici e droghe accentuarono il suo squilibrio mentale (disturbo bipolare); le sue relazioni con i manager dell'industria discografica e i gestori dei locali peggiorarono al punto da non trovare nessuno disposto a farlo suonare.
Jaco morì il 21 settembre 1987, dopo 9 giorni di coma, in seguito al brutale pestaggio da parte di un buttafuori di un locale di Fort Lauderdale.