1991年，从克莱因橡树高中毕业。1996年，考入休斯顿大学，在大学期间共参加了17场戏剧。同时，他也是InfernalBridegroom制作公司的创始人之一，并且经常在StagesRepertory剧场出演。1999年，从休斯顿大学毕业；同年，被圣地亚哥大学古典戏剧的精英硕士班录取。2001年，戏剧硕士毕业。
2007年，与约翰尼·盖尔克奇、卡蕾·措科共同主演情景喜剧《生活大爆炸第一季》，在剧中饰演加州理工学院的一位理论物理学家谢尔顿·库珀 。2008年，主演电视剧《生活大爆炸第二季》，他凭借该剧入围第61届艾美奖喜剧类剧集最佳男主角奖 。2009年，主演电视剧《生活大爆炸第三季》，他凭借该剧获得第62届艾美奖喜剧类剧集最佳男主角奖 ；同年，客串动画片《恶搞之家第八季》 。
2010年，主演电视剧《生活大爆炸第四季》，他凭借该剧获得第63届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 、第68届美国金球奖音乐喜剧类剧集最佳男主角奖 。2011年，主演电视剧《生活大爆炸第五季》，他凭借该剧入围第64届艾美奖喜剧类剧集最佳男主角奖 ；10月14日，由其出演的喜剧电影《观鸟大年》上映。
2012年，主演电视剧《生活大爆炸第六季》，他凭借该剧入围第70届美国金球奖电视类-音乐喜剧类剧集最佳男主角奖 ，获得第65届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 。2013年，主演电视剧《生活大爆炸第七季》，他凭借该剧入围第71届美国金球奖电视类-音乐喜剧类剧集最佳男主角奖 、第20届美国演员工会奖电视奖喜剧类剧集最佳男演员奖，获得第66届艾美奖喜剧类最佳男主角奖 。
2015年，主演电视剧《生活大爆炸第九季》，他凭借该剧入围第22届美国演员工会奖电视奖喜剧类剧集最佳男演员奖；4月，与蕾哈娜、史蒂夫·马丁等参与配音的动画电影《疯狂外星人》上映。2016年，主演电视剧《生活大爆炸第十季》。
2017年，出演由西奥多·梅尔菲执导的剧情电影《隐藏人物》；同年，主演电视剧《生活大爆炸第十一季》。2018年，由其主演的电视剧《生活大爆炸第十二季》首播，他凭借该剧获得第24届评论家选择奖最佳喜剧类剧集男主角奖；同年，出演电视剧《小谢尔顿第二季》；6月1日，与克莱尔·丹妮丝、佩丽冉卡·曹帕拉等共同出演的电影《孩童杰克》上映，他在片中饰演为人温和、冷静的心理医生格雷格·惠勒 。
2019年，与莉莉·柯林斯、扎克·埃夫隆等联合出演惊悚电影《极端邪恶》 。2020年，由其出演的电视剧《好莱坞》播出 。
2002年，吉姆·帕森斯与托德·斯派沃克相识。2010年，两人订婚。2017年5月13日，两人在纽约的“彩虹屋”内完婚 。
2010年，吉姆·帕森斯为“抵抗癌症”慈善项目录制公益视频 。2014年8月，吉姆进行ALS冰桶挑战，号召大家关注肌萎缩性脊髓侧索硬化症。
在电视剧《生活大爆炸》中，吉姆·帕森斯有着滑稽搞笑又不失演技的表演 ，他对谢尔顿·库珀有着出色的演绎 ，他赋予了一个智商187、情商为负的天才以灵魂，让他成为令人铭记在心的人物 ，很多人觉得吉姆·帕森斯就是谢尔顿，这可全靠帕森斯的演技和背台词的功力。在动画电影《疯狂外星人》中，他有着独特的嗓音。在电影《孩童杰克》中，他有着极佳的表演（《华西都市报》、《读者欣赏》、《大众电影》、Mtime时光网综合评）。
