Gordon se crió en Pittsboro, Indiana. Comenzó a correr a los cinco años corriendo en Quarter Midgets. De hecho, el Roy Hayer Memorial Race Track (antes el CrackerJack Track) en Rio Linda, California es la primera pista donde Gordon corrió. Apoyando su elección profesional, la familia de Gordon se mudó de Vallejo, California a Pittsboro, Indiana, donde habría más oportunidades para los pilotos jóvenes. Antes de los 18 años, Gordon ya había ganado tres carreras de pista corta y fue galardonado como Novato del Año en el campeonato nacional de midgets del USAC en 1989. El siguiente año Gordon ganó el título USAC Midget. En 1991, Gordon ascendió a la USAC Silver Crown y a la edad de 20 se convirtió en el piloto más joven en ganar el título.
En 1993, Gordon corrió su primera temporada completa en la NASCAR Cup Series con Hendrick Motorsports, en la que ganó una de las carreras clasificatorias para las 500 Millas de Daytona, además del título de Novato del Año; y terminó en la 14ª posición en el campeonato, Ray Evernham fue el primer jefe de mecánicos de Jeff Gordon. El éxito de Gordon en el deporte abrió las puertas a los conductores más jóvenes de competir en NASCAR. Sin embargo, durante la temporada 1993, muchos ponían en duda la capacidad de Jeff de competir a ese nivel a tan temprana edad a causa de su tendencia a empujar los coches demasiado duro y dañarlos.
En 1994, Gordon obtuvo su primera victoria en la división mayor de NASCAR en Charlotte Motor Speedway en la Coca Cola 600, siendo ésta carrera la más larga y exigente del calendario. Además, Gordon logró su primer victoria en el famoso Indianapolis Motor Speedway, en la carrera inaugural para la Nascar denominada las 400 Millas de Brickyard, pasando a Ernie Irvan quien a poco del final de la carrera se le corta un neumático. Jeff terminó octavo en la clasificación final de la Cup Series para la temporada 1994, donde Dale Earnhardt logró el campeonato por segundo año consecutivo, completando siete copas e igualando la marca de Petty.
En el año 1995 vio a Jeff Gordon ganar su primera Copa NASCAR junto al equipo Hendrick Motorsports. Le ganó la batalla 7 veces y derrotó al campeón, Dale Earnhardt en la última carrera de la temporada. Muchos especialistas vieron este hecho como un simbólico paso de la antorcha, al Gordon lograr su primer campeonato al año después de que Earnhardt ganó su séptima y último campeonato. En su momento, Earnhardt había ganado su primer campeonato en 1980, un año después de que Richard Petty ganó su séptima y último campeonato.
En la temporada 1996, Gordon tuvo un inicio malo pero se recuperó para terminar ganando diez carreras. Sin embargo, terminó 2º en el campeonato detrás su compañero de equipo Terry Labonte. Ambos integrantes del equipo Hendrick Motorsports.
Jeff Gordon ganó sus primeras 500 Millas de Daytona en 1997. Después también ganó la Coca-Cola 600 en Charlotte ese mismo año, Gordon tenía la oportunidad de convertirse en el primer hombre desde que Bill Elliott en 1985 ganara el Millón Winston, ganador de tres de los cuatro eventos "grand slam" de la temporada de Nascar. Gordon completó la hazaña al superar a Jeff Burton en las vueltas finales de las 500 Millas Sureñas de Darlington. Aunque Elliott no ganó la copa en 1985, Jeff Gordon logró su segunda copa en 1997, completando una de las más impresionantes actuaciones en una temporada en la historia de la NASCAR.
Gordon en 1998 defendió con éxito sus victorias en las 600 Millas de Charlotte y en las 500 Millas Sureñas de Darlington del la temporada anterior, ganando cuatro en forma consecutivas en Darlington lo que significaba un récord en la categoría. Jeff Gordon también ganó sus segundas 400 Millas de Brickyard en Indianápolis, la segunda carrera del calendario más prestigiosa detrás de las 500 Millas de Daytona. Gordon terminó la temporada 1998 con una victoria en el cierre de la temporada en Atlanta, la que fue su 13ª victoria de la campaña. Jeff afirmó de esa forma su tercera Copa NASCAR y empató el récord de 13 victorias en una sola temporada que ostentaba Richard Petty en la era moderna de Nascar.
Por quinta temporada consecutiva, Jeff Gordon ganó más carreras que cualquier otro piloto con siete, incluida su segunda victoria en las 500 Millas de Daytona de 1999, pero la inconsistencia del equipo nº 24 lo relego al puesto 6º en la clasificación del campeonato. Muchas personas pusieron en tela de juicio la capacidad de Gordon para ganar campeonatos sin su Jefe de Mecánicos, Ray Evernham, especialmente después de que Gordon terminó en la tabla de puntuación 9º en la temporada 2000, ganando tan solo tres carreras. Gordon responde a esos desafíos en 2001 al ganar 6 carreras y así rumbo a su cuarto campeonato de la Copa NASCAR. Jeff Gordon se convirtió en el tercer conductor en ganar cuatro campeonatos de la Copa NASCAR en la historia, detrás de Richard Petty y Dale Earnhardt que están igualados en siete campeonatos cada uno. (Además de Jimmie Johnson, pero él logro su tercer campeonato en 2008, quedando en cuarta posición).
En 2002, y en 2003, terminó cuarto en ambas temporadas, cosechando en esos años seis victorias.
En 2004, logró 5 victorias (destacándose otra victoria en la Brickyard 400) 25 top 10, y terminó 3º en la tabla de puntos en la Copa NASCAR de 2004 detrás de Kurt Busch y su compañero de equipo Jimmie Johnson, a pesar de que logró la mayor cantidad de puntos total durante toda la temporada.
Jeff Gordon comenzó la temporada 2005 con una victoria en las 500 Millas de Daytona, en la carrera más importante del calendario, pero luego la inconsistencia durante toda la temporada le depara un mal resultado final. Aunque a finales de la temporada y en particular por su llegada dentro del top 10 en Indy y Bristol, lo colocó con grandes condiciones de calificar para la Caza por la Copa NASCAR, pero en la última carrera antes del corte en Richmond, Gordon golpeó contra la pared y por ello no logró calificar para la Caza por la Copa. Con 4 victorias, terminó en el puesto 11º en la Copa, siendo la primera vez en su carrera finalizó fuera del top 10 en la clasificación final desde el año 1993.
Jeff en 2006 ganó su novena carrera en un circuito mixto: Sears Point Raceway, siendo esta su primer victoria de la temporada y la quinta en ese sitio. El día anterior a dicha carrera anunció su compromiso con la modelo belga Ingrid Vandebosch. Gordon logró entrar en el Caza por la Copa NASCAR de 2006, con los desarrollos implementados a partir de 2005 para los óvalos intermedios. Su consistencia en la última porción de 2006 le hizo competitivo semana a semana pero no alcanzando para llegar al campeonato, culminando finalmente en 6º lugar en la clasificación de la Copa NASCAR.
En 2007, Gordon tuvo un registro impresionante de resultados, 6 victorias y 30 top 10 en 36 carreras. Sin embargo, su compañero de equipo Jimmie Johnson no fue tan regular, pero si mas victorioso en el año (10 victorias), con lo que este se consagró campeón, y Jeff Gordon se debió conformarse con el subcampeonato.
Gordon terminó séptimo en la Caza de la Copa Sprint en 2008, aunque no ganó ninguna carrera por primera vez desde 1993. El año siguiente, logró ganar una carrera, pero con sus 25 top 10, termino tercero en el campeonato detrás de sus compañeros de equipo Johnson, y Mark Martin. En 2010, termino noveno en el campeonato, y sin ganar de nuevo, y es la tercera vez en su carrera que no logra una victorias en una temporada en la Copa (también en 1993 y 2008).
En 2011, con 3 victorias logró meterse en el Chase, pero malos resultados en esa etapa, lo relegaron al octavo puesto en la clasificación; en ese año, llegó a las 85 victorias en Copa NASCAR, poniendo tercero en la lista de pilotos con más victorias en la Copa de todos los tiempos, detrás de Richard Petty y David Pearson. La temporada siguiente, Gordon se ve obstaculizada por la mala suerte durante la mayor parte de la temporada regular. Sin embargo, una victoria en Pocono y un segundo puesto en Richmond, entre otros resultados, hicieron Gordon entrara a la Caza. En el cierre de temporada, logró su primera victoria en el Homestead-Miami Speedway. Con 2 victorias, y 18 top 10 logró terminar décimo en el campeonato.
En 2013, Gordon consiguió una victoria, 8 top 5 y 17 top 10 para culminar sexto en el campeonato. En 2014, logró tres victorias en la temporada regular y una en la primera ronda de la Caza por la Copa Nascar. En la tercera ronda logró dos segundos puestos pero tuvo un toque en Texas y llegó retrasado, por lo que no clasificó a la ronda final; finalmente concluyó sexto en el campeonato.
Gordon anunció a comienzo del 2015, que esa es la última temporada a tiempo completo de la Copa NASCAR. Después de lograr 13 top 10, logró llegar a la Caza por la Copa. En las primeras tres fases de la Caza logró siete top 10, incluido una victoria en Martinsville, lo que lo aseguró un lugar en la carrera final por el campeonato en Homestead. En esa carrera finalizó sexto, de modo que concluyó tercero en la tabla de pilotos por detrás de Kyle Busch y Kevin Harvick.
En 2016, participó en 8 carreras por la Copa NASCAR, en reemplazo de Dale Earnhardt Jr. en el Chevrolet SS número 88, logrando dos top 10.
Jeff Gordon contrajo matrimonio con Brooke Sealey después de que él ganara una carrera de la Busch Series. Sealey era una estudiante universitaria y había estado presente como "Miss Winston" en el victory lane en 1992. La pareja comenzó su relación en secreto, debido a una regla en la que no permitía a los pilotos salir con chicas Miss Winston, y se casaron en 1994. En 2003, Sealey se divorció de Jeff convirtiéndose mencionado divorcio en una gran pérdida para él en lo económico. En documentos judiciales, ella solicitaba "uso exclusivo del hogar frente al mar, por un valor de 9 millones de dólares, como así también la pensión alimenticia, dos automóviles y el uso periódico de sus barcos y un avión".
A Jeff le fue presentada Ingrid Vandebosch por intermedio de un amigo mutuo en el año 2002, pero no comenzaron a salir hasta el año 2004. Jeff anunció su compromiso el 24 de junio de 2006, en un evento en Meadowood Resort en Santa Elena, California. Según Gordon, que había mantenido en secreto la participación de los últimos 30 días. Gordon y Vandebosch se casaron en una pequeña ceremonia privada en México el 7 de noviembre de 2006. El 20 de junio de 2007, durante transcurría el campeonato por la Copa Nextel, Vandebosch dio a luz a su primer hijo, Ella Sofía Gordon en la ciudad de Nueva York, en agosto de 2010 nació su segundo hijo, Leo Benjamin Gordon.