Związany był kolejno z zespołami: Idle Race, The Move, oraz założonym przez siebie Electric Light Orchestra, z którym w latach 1971-1986 odnosił ogromne sukcesy na całym świecie. Od 1986 roku po zakończeniu działalności z ELO został cenionym producentem m.in. utworów Dela Shannona, Toma Petty, Roya Orbisona, Joe Cockera i George'a Harrisona. Z Pettym, Orbisonem, Harrisonem oraz Bobem Dylanem następnie współtworzył efemeryczną supergrupę Traveling Wilburys, z którą w latach 1988 - 1990 wydał dwie - cieszące się ogromną popularnością płyty. W 1990 roku wydał solowy album zatytułowany "Armchair Theatre", na którym - oprócz nagrań premierowych - znalazło się kilka przeróbek znanych standardów. W uznaniu dla jego dokonań został wybrany producentem nagrań Paula McCartneya (płyta "Flaming Pie") oraz "nowych" nagrań zespołu The Beatles, bazujących na próbnym zapisie nagrań nieżyjącego Johna Lennona. W 2001 Jeff Lynne powrócił pod nazwą Electric Light Orchestra z płytą "Zoom", jednakże jest to właściwie jego solowy produkt, ponieważ ze starego składu w sesji nagraniowej wziął udział na prawach gościa jedynie klawiszowiec Richard Tandy.