Estudió la secundaria en Grundy Senior High School, y luego en la Universidad de Radford donde se graduó en Artes Escénicas en 2001.
En 2004, debutó en televisión al interpretar un personaje en un episodio de la serie Joey.
Desde entonces, Mays ha trabajado en diferentes series de televisión como Six Feet Under, How I Met Your Mother, Ghost Whisperer, Entourage, House, Studio 60 on the Sunset Strip, Pushing Daisies, etc. De todos estos trabajos los más importantes fueron los que desempeñó en la serie Héroes con el personaje de Charlie Andrews, y en la serie Ugly Betty con otro personaje llamado coincidentemente Charlie.
Jayma Mays también ha trabajado en varias películas de cine como Red Eye, Banderas de Nuestros Padres (dirigida por Clint Eastwood) y Epic Movie en 2007, donde conoció a su actual esposo Adam Campbell.
Tuvo una aparición en el vídeo del sencillo Awakening de la banda Switchfoot.