Fils de Lawrence Chu (natif du Sichuan) et de Ruth Chu (née à Taïwan), Jon Chu grandit à Los Altos, en Californie, benjamin d'une fratrie de cinq enfants. Il est diplômé de la USC School of Cinematic Arts, école faisant partie de l'université de Californie du Sud et suit le cursus Cinéma. Il y réalise des courts-métrages musicaux qui remportent de nombreux prix, et lui ouvrent dans le même temps les portes de Hollywood.

C'est naturellement qu'en 2008, Jon se voit confier la réalisation du film musical sur le monde du breakdance, Sexy Dance 2. Le succès de la franchise amène le metteur en scène à diriger la suite deux ans plus tard, Sexy Dance 3 The Battle. En 2011, il reste dans le monde de la musique en réalisant Never Say Never, le documentaire sur l'idole des adolescentes Justin Bieber .

Changement de registre total en 2013 ; Jon prend les rênes de la suite de G.I. Joe - Le réveil du Cobra intitulée G.I. Joe : Conspiration. Cette fois, l'Américain délaisse la musique pour le film d'action pur et dur, et dirige les gros bras que sont Bruce Willis, Dwayne Johnson et Channing Tatum (avec lequel il tourne pour la seconde fois après "Sexy Dance 2"). Il revient ainsi à ses premières amours, le monde du spectacle, en mettant en scène Jem et les Hologrammes puis Insaisissables 2, la suite des aventures du quatuor de magiciens qui en met plein les yeux.