Jens Christian Grøndahl blev født i 1959 i Lyngby nord for København som søn af fotografen Marianne Grøndahl. Han fik sin studentereksamen fra Natalia Zahles Gymnasium og læste fra 1977-79 filosofi på Københavns Universitet. Han skiftede dog efter et par år spor og søgte ind på Statens Filmskole. Her blev han i 1983 færdig som filminstruktør, og hans uddannelse kom siden hen til at præge den stil, der blev kendetegnende for den tidlige del af forfatterskabet. Han debuterede som skønlitterær forfatter i 1985 med en eksperimenterende roman, og han var i de første mange år af sin forfatterkarriere en eksperimenterende prosaist. Jens Christian Grøndahl blev i 1989 gift med Charlotte Louise Truelsen. De var gift i 10 år og fik to sønner sammen. Parret blev skilt i 1999, og Grøndahl er nu gift med mag. art. Anne Vibeke Vad, men hvem han har to døtre.
Ved siden af sin forfatterkarriere har Grøndahl blandt andet været medredaktør på kulturtidsskriftet Fredag. Han har markeret sig som en stor forkæmper for ytringsfriheden – ikke mindst i den periode fra 1995-98, hvor han var vicepræsident for dansk PEN. Han meldte sig dog siden ud af organisationen i protest mod PENs politiske markeringer. Jens Christian Grøndahls interesse for politik og samfundsforhold har også udmøntet sig i en række artikler for den uafhængige netavis Altinget. I 2018 var han desuden en af de europæiske forfattere, som i et manifest advarede om risikoen for en eksplosion i fremmedhad og antisemitisme.
Jens Christian Grøndahl har været medlem af Kulturministeriets kanonudvalg for litteratur. Han er bosat i København og Skagen, men har også i flere perioder opholdt sig i Norditalien.