Jayma Mays comenzó su carrera con una pasantía con el actor Timothy Busfield, de la serie de televisión Thirtysomething. En 2004, tuvo su debut en la televisión de pantalla en la serie cómica Joey (2004). Apareció en su primer largometraje un año después, en Vuelo nocturno (2005). Su papel decisivo llegó en 2008 cuando ganó el papel de Emma Pillsbury, la consejera estudiantil, en el exitoso programa Glee. Las primeras tres temporadas, este personaje fue parte del elenco principal, de la cuarta a la sexta temporada su personaje se volvió uno recurrente. Mays continuó protagonizando películas como Héroe de centro comercial (2009) y Los pitufos (2011), además de tener papeles importantes de televisión como el de Debbie en la comedia The Millers (2013-2014) y su papel como Charlie Andrews en la serie de ciencia ficción NBC Heroes (2006-2010). En 2020, Mays formó parte del elenco de la esperada Bill & Ted Face the Music, la esperada tercera entrega de las aventuras en el tiempo del memorable duo compuesto por Keanu Reeves y Alex Winter.