Geboren um 1615 wohl in Utrecht als Sohn des Glasmalers Dirck Joriaensz. Both und der Anna Andriesdr. Schinckels. Jüngerer Bruder des Andries Both (1605/06 oder 1611/12-1642). Joachim von Sandrart gibt an, den Brüdern während seiner Lehrzeit bei Honthorst in Utrecht (um 1625/26) in der „académie“ als Schüler des Abraham Bloemaert begegnet zu sein. Dieser Angabe steht entgegen, dass Dirck Both 1624/25 nur für einen Sohn, wohl Andries, Gebühren an die Malergilde abführte, und entsprechende Zahlungen von 1634-1637 auf Jan Both zu beziehen sind. Die Gebrüder sollen Sandrart zufolge dann über Frankreich nach Rom gezogen sein. Andries ist 1633 in Rouen und ab 1635 in Rom nachzuweisen, Jan jedoch dort erst ab 1638. Von Ostern 1639 bis Ostern 1641 wohnten sie gemeinsam in der Strada Vittoria. Um 1640 trug Jan Both vier Bilder zu einem 22teiligen Landschaftszyklus für den bei Madrid gelegenen Landsitz Buen Retiro König Philipps IV. bei, an dem auch Claude Lorrain, Gaspar Dughet und Herman van Swanevelt beteiligt waren (heute Madrid, Prado). Am 6. September 1641 traten Jan Both und der Utrechter Maler Jan Jansz. van Causteren in Rom als Zeugen für den Maler Isaac Jansz. van Hasselt aus Utrecht auf. 1642 erhielt Jan Both vom Kardinal Antonio Barberini 60 Scudi für zwei Gemälde. Die Gebrüder hielten sich Sandrart zufolge zuletzt gemeinsam in Venedig auf, wo Andries in einen Kanal gefallen sein soll und am 23. März 1642 starb. Jan kehrte darauf nach Utrecht zurück; spätestens 1643 hatte er Italien verlassen, wie eine holländische Landschaftszeichnung in Budapest mit diesem Datum belegt. Um 1644 trug er zu einem Porträt des Barons Hermanns van Wyttenhorst in Utrecht den Landschaftshintergrund bei. Neben ihm waren auch Jacob Duck, Cornelis van Poelenburgh (um 1593-1667) und Bartholomeus van der Helst an diesem Auftrag beteiligt. Der kunstliebende Baron besaß noch mehr Bilder von Both, darunter eines, das dieser zusammen mit Nicolaus Knüpfer und Jan Baptist Weenix gemalt hatte. 1649 saß Both zusammen mit Poelenburgh und Weenix im Vorstand der Utrechter St. Lukasgilde. Im selben Jahr taxierte er Bilder für eine Lotterie bei Wijk-bij-Duurstede. Both, der katholischen Glaubens war, starb als Junggeselle Ende Juli 1652 und wurde am 9. August des Jahres in Utrecht begraben.
Jan Both zählt mit Jan Asselijn und den etwas Jüngeren Nicolaes Berchem, Karel DuJardin, Adam Pynacker und Jan Baptist Weenix zu den führenden Vertretern der zweiten Generation der holländischen Italianisanten. Nach seiner Rückkehr nach Utrecht trug er maßgeblich zur Verbreitung des italianisierenden Landschaftsbildes in seiner Heimat auch unter Malern wie dem Dordrechter Aelbert Cuyp bei, die Italien nie bereist hatten. Sein Stil fußt auf Paul Bril, Claude Lorrain und Herman van Swanevelt für die Landschaft, Pieter van Saenredam für die Architektur und Pieter van Laer für die Staffage. Sandrart überliefert eine Arbeitsteilung der Brüder, wonach Jan die Landschaft, Andries die Staffage gemalt habe. Gemeinsame Werke ließen sich jedoch nicht sicher identifizieren. Die Staffage der später in Utrecht entstandenen Bilder wird auch Knüpfer, Poelenburgh oder Weenix zugeschrieben. Jan Both ist auch als Zeichner und Radierer belegt.
In Utrecht waren Barend Bispinck (1646), Willem de Heusch (1625-1692) und Hendrick Verschuring (1627-1690) seine Schüler.
