Jaan Undusk on lõpetanud 1977. aastal Tallinna 21. Keskkooli ning 1982. aastal Tartu Riikliku Ülikooli eesti keele ja kirjanduse erialal. Aspirantuuri läbis ta Eesti NSV TA Keele ja Kirjanduse Instituudi juures ning kaitses samas 1986. aastal filoloogiateaduste kandidaadi (PhD) väitekirja "F. Tuglase osa eesti ilukirjandusliku stiili teooria arengus".
Aastatel 1986–1993 töötas Jaan Undusk Eesti TA Keele ja Kirjanduse Instituudis (KKI) nooremteaduri, teaduri ja vanemteadurina. Kui 1993. aastal loodi KKI kirjandusosakonna ja Friedebert Tuglase Majamuuseumi ühendamisel Eesti Teaduste Akadeemia Underi ja Tuglase Kirjanduskeskus, töötas ta seal algul teadurina. Alates 2000. aastast on Jaan Undusk Eesti TA Underi ja Tuglase Kirjanduskeskuse direktor. Alates 2018 on ta Tallinna Ülikooli humanitaarteaduste instituudi külalisprofessor.
Eesti Teaduste Akadeemia liikmeks valiti 2007. aastal humanitaarteaduste alal, ta kuulub akadeemia humanitaar- ja sotsiaalteaduste osakonda.
Teadustöö
Jaan Unduski uurimistöö peasuunad on kirjandusfilosoofia ja -teooria, Eesti ja Euroopa tekstitraditsioonide retoorilis-tüpoloogilised mudelid, baltisaksa kirjandus, historiograafia ja filosoofia ning eesti kirjanduslugu. Tema eestvõttel on UTKK juhtivaks uurimissuunaks kujunenud ka balti kultuuride teema. Seda teemat on Jaan Undusk arendanud rohketes kirjutistes, kraaditööde juhendamisel ja baltisaksa kirjanduse rahvusvahelistel konverentsidel. Jaan Undusk on osalenud Eesti Teadusfondi humanitaarteaduste ekspertkomisjoni, riiklike programmide “Eesti keel ja rahvuskultuur” ja “Eesti kirjandusklassika” komisjonide töös ning kuulub mitme Eesti teadusasutuse ja väljaande nõukogusse. Ta on saanud uurimisstipendiume Austria, Saksamaa, Inglismaa, Prantsusmaa, Ungari ja Soome teadusinstitutsioonidelt, esinenud rahvusvahelistel konverentsidel ning teinud teadusprojektide raames koostööd Stockholmi Ülikooli, Ungari TA Kirjandusteaduse Instituudi, Groningeni Ülikooli ja teiste Euroopa humanitaarkeskustega.
Ta tõlkinud saksa, inglise, prantsuse jt keeltest nõudlikku filosoofilist kirjandust (F. Nietzsche, Th. Bernhard, E. Lévinas, J. M. R.). Tema sulest on pärit üle kahesaja teadusartikli kirjandus- ja kultuuriloo ning teooria alalt. Ta on koordineerinud klassikaliste tekstide toimetamist, loonud esseistika-, näitekirjanduse- ja proosateoseid, sh kirjutanud romaani “Kuum”, näidendid “Goodbye, Vienna (Gertrud)”, “Quevedo” ja “Boulgakoff”, reisikirja "Teekond Hispaania", novelle jm.
2016 Eesti Kultuurkapitali kirjanduse aastapreemia (raamat "Eesti kirjanike ilmavaatest", milles kirglikult ja stiilivõimsalt ning avarasse konteksti paigutatuna püütakse tabada Eesti alal tegutsenud tüvikirjanike loomingu ja vaimu ning isiksuse tuuma)