Джейми родился 25 сентября 1956 года в горое Маршалл в штате Мичиган, однако вырос он в соседнем штате Индиана. Окончил университет Индианы, получив диплом по русскому языку и литературе, после чего переменил множество профессий.

Он был экспертом по выживанию в дикой природе, укротителем животных, шеф-поваром, капитаном морского судна, лингвистом, машинистом и инспектором по бетонным конструкциям.

В 1981 году 24-летний Джейми отправился на Виргинские острова, где работал в сфере аренды яхт. Через шесть месяцев у него уже была своя яхта, лицензия на управления яхтой и бизнес по аренде дайв-бота.

После нескольких лет и 3000 погружений такая работа перестала казаться Джейми увлекательной. Он стал искать какое-то новое дело, которое бы не могло наскучить. Он заинтересовался спецэффектами.

Джейми начал в компании Eoin Sprott Studio Ltd., которая находилась в Нью-Йорке, районе Астория Квинса. Студия была известна тем, что создавала технические приспособления для ранних фильмов Вуди Аллена, таких как фантастическая комедия 1973 года Спящий. Поначалу он занимался там уборкой мастерской и переноской вещей, но в конце концов приступил к более интересной работе. Он выполнял работы по дереву и гипсокартону.

Однако Джейми хотелось работать на съёмках художественных фильмов. В течение четырёх лет он работал в команде, создававшей атрибутику и бутафорию к фильмам Арахнофобия (1990) и Обед нагишом (1991).

В Сан-Франциско работал в компании по спецэффектам Colossal Pictures. В начале 2000-х Джейми открыл собственную фирму по спецэффектам M5 Industries.

Джейми Хайнеман и его друг Адам Сэвидж участвовали в создании спецэффектов для таких фильмов как Матрица (1999) и Звёздные войны I и II.

В 2002 году Джейми и Адам начали работать над созданием программы Разрушители легенд, первый выпуск которой был показан 23 января 2003 года.

В октябре 2006 года Калифорнийская ассоциация преподавателей естественных наук присвоила Джейми Хайнеману звание пожизненного почётного члена.

В 2011 году Джейми Хайнеман был удостоен докторской степени в Университете Твенте.

В марте 2012 года Джейми Хайнеман и Адам Сэвидж стали судьями в шоу «Цепная реакция».

С 1989 года Джейми Хайнеман женат на учительнице естествознания Айлин Уолш.