Actor desde los doce años, Jacob Vargas es uno de los más polifacéticos y más solicitados de su generación. Vargas debe su fama a su interpretación de "Cortez" en Jarhead, el infierno espera, de Sam Mendes, al lado de Jake Gyllenhaal y Jamie Foxx.
El actor ha cosechado críticas laudatorias por su trabajo en el papel de Miguel en la película de Emilio Estévez Bobby, candidata al Premio al Mejor Reparto del Sindicato de Actores, así como a un Globo de Oroâ a la Mejor Película, en la especialidad de Drama.
En 2000, Vargas intervino en la producción de Steven Soderbergh Traffic, lo que le valió un premio al Mejor Reparto del Sindicato de Actores de Cine, así como un Premio Alma al Mejor Reparto. Otros trabajos notables incluyen El vuelo del Fénix, con Dennis Quaid; Dragonfly, con Kevin Costner; Romy y Michelle; Selena, con Jennifer Lopez; Cómo conquistar Hollywood, de Barry Sonnenfeld, junto a John Travolta y Gene Hackman; The Wendall Baker Story, con Luke y Owen Wilson, y A tope en viernes, con Ice Cube.
Entre sus trabajos televisivos figuran "JFK", "CSI: Nueva York", "A dos metros bajo tierra", "Urgencias", "JAG. Alerta Roja", "Greetings from Tucson" y "Tracey Ullman Show".
Entre las películas de Vargas próximas a estrenarse se cuentan The Death and Life of Bobby Z, interpretada por Paul Walker y Laurence Fishbourne; The Sleep Dealer, y National Lampoons TV: The Movie.
Como actor infantil, Vargas fue muy elogiado por su labor en El rector, en la que compartió reparto con James Belushi y Louis Gossett Jr., y en Espías sin identidad, protagonizada por Sidney Poitier y River Phoenix. En 1995, Vargas obtuvo el Premio Bravo del Consejo Nacional de La Raza al Artista Revelación del Año.