Su abuelo Jacob (? - 1586) y su padre Hieronymus Praetorius, quién fue su primer maestro, fueron ambos organistas en la iglesia principal de Hamburgo, la Jakobikirche (St Jacobi). Jacob fue alumno de Jan Pieterszoon Sweelinck en Amsterdam (1601-1603). Parece haber sido uno de los alumnos más destacados del gran organista, e incluso Sweelinck escribió un motete para el matrimonio de su alumno en 1608. Sucediendo a Heinrich thor Molen, se convirtió en 1603 en organista de la iglesia  Petrikirche en Hamburgo, un puesto que ocupó hasta su muerte. También asumió los deberes de su padre en St Gertrud después de la muerte del último en 1629.

Jacob Praetorius disfrutó de una gran reputación como maestro e intérprete de órgano. En su "Grundlage einer Ehrenpforte" (Hamburgo, 1740) Johann Mattheson escribe que Praetorius "tenía una   técnica digital particular, rara pero eficaz. Schultz adoptó los hábitos  y conducta absolutamente agradables y respetuosos de Sweelinck, evitaba que su cuerpo hiciera cualquier movimiento superfluo, y mientras tocaba daba la impresión de no estar haciendo ningún esfuerzo". Incluso durante toda su vida Praetorius fue comparado con su colega Johann Heinrich Scheidemann, el otro gran estudiante de Hamburgo de Sweelinck, y organista de la Katharinenkirche.

En su crónica de organistas (1702-1718), Johann Kortkamp escribe acerca de Praetorius que era "estimado por todas las personas de clase alta y baja. Desde su juventud, ha adquirido un método especial en estilo de música de iglesia, tocando con majestad y devoción, y era capaz de animar los corazones de las personas para escuchar el sermón. Este hombre amable también debe ser recordado por su forma de tocar sensual y artística. Simplemente como el sacerdote con sus feligreses, él podía inducir devoción con su interpretación al órgano”.

Entre sus alumnos, Berendt Petri (nacido entre 1594 y 1598 -?) y Matthias Weckmann fueron los más renombrados; el último se hizo organista de la Jacobikirche en Hamburgo en 1655.

Tres de los motetes de Jacob Praetorius fueron incluidos en el primer volumen del "Opus musicum" de su padre, y también fue uno de los contribuyentes a la "Hamburger Melodeyen - Gesangbuch" de 1604. Las obras vocales incluyen aproximadamente 30 motetes y corales, incluyendo diecinueve en "Melodeyen Gesangbuch" (1604) y 10 en "Neuer Himmlischer Lieder Sonderbahres Buch" (1651). Las obras instrumentales para órgano incluyen preludios, Magnificats y corales. Sus otros trabajos son principalmente motetes para bodas según la moda de la época.

Su hermano Johannes (c 1595-1660) también era organista de Hamburgo y compositor. Como alumno de Jan Pieterszoon Sweelinck, fue uno de los organistas más importantes y más respetados pedagogos de la tradición alemana del norte antes de Johann Sebastian Bach.