En tant que médecin, Saint-Jacques travaille au Centre de santé Inuulitsivik de Puvirnituq, au Nunavik. Il est également chargé de l'enseignement clinique pour la faculté de médecine de McGill auprès des étudiants en stage qui sont dans cette région.
Le , la NASA a annoncé que Saint-Jacques serait aquanaute à bord du laboratoire sous-marin Aquarius lors de la mission d'exploration sous-marine NEEMO 15 du 17 au [2]. Retardée par les tempêtes et la haute mer, la mission a débuté le . L'après-midi du , Saint-Jacques et ses compagnons sont officiellement devenus aquanautes, ayant passé 24 heures en plongée[3]. La mission NEEMO 15 s'est terminée tôt le en raison de l'approche de l'ouragan Rina.
Il décolle le lundi de la base de Baïkonour à bord du Soyouz MS-11 pour rejoindre la Station spatiale internationale, en compagnie d'un cosmonaute russe, Oleg Kononenko et d'une astronaute américaine, Anne McClain[5]. Il est devenu membre de l'Expédition 57 pendant deux semaines avant de passer à l'expédition 58, qui a officiellement débuté le lorsque l'équipage précédent a quitté la station. Saint-Jacques, Kononenko et McClain ont par la suite été transférés à l'expédition 59 le avec l'arrivée du Soyouz MS-12. Le , Saint-Jacques et Mc-Clain sortent dans le vide spatial. Les astronautes ont posé des câbles de liaison entre le module Unity et la poutre S0. Ils ont également installé des câbles pour assurer une couverture plus étendue des communications sans fil à l'extérieur du complexe orbital[6]. Il est de retour sur Terre le avec son équipage après 203 jours dans l'espace[7].