Se formó en la Escola Superior de Música de Catalunya (ESMUC) con Maarten van der Grintten, J. L. Gámez y Dani Pérez. En Barcelona, ciudad donde reside desde el año 2000, ha colaborado con las figuras más relevantes del jazz nacional e internacional, siendo definido por la crítica como un músico inquieto e interesado en la exploración de lenguajes poco corrientes a través de sus composiciones y arreglos en el mundo del jazz de vanguardia.
Es líder o co-líder de formaciones como el Jaume Llombart Sextet (con Joe Smith, Pau Domènech, Marc Cuevas, Alfred Artigas y Pintxo Villar), con quien editó su primer álbum como líder, Live at Robadors 23 (Cd Baby, 2011), música anclada en las raíces del jazz e interpretada por un inusual conjunto que fue alabado por la crítica y que contaba con temas de Bill McHenry. También co-lidera el Jazzfrika Septeto (con Sílvia Pérez Cruz), el Rossy-Llombart Quartet (con Jorge Rossy, Fèlix Rossy y Dmitri Skidanov), el Happy House (con David Gonzalez, Dani Domínguez y Albert Cirera) o los dúos con Enrique Oliver y Mayte Alguacil.
Como colaborador, ha acompañado Sole Jiménez, Laura Noah, la Joven Big Band Nacional, el Chris Cheek Quintet (con quien ha grabado el celebrado Chris Cheek Saturday Songs), RJ Miller/Fabien Ianone Group, Roger Mas Quintet, el Eladio Reinón Quartet, Enrique Oliver, Marco Mezquida, Ernesto Aurignac, Dee Jay Foster, Bill McHenry, Eladio Reinón, Christian Coxholt, Laia Cagigal, Celeste Alías, Juanma Nieto, Ensemble BCN216, Jordi Matas, Santi de la Rubia, Xavi Hinojosa, Guillermo McGill, Dmitri Skidanov, Dani Domínguez y Jordi Berni, entre otros, con los que ha hecho numerosas grabaciones y actuaciones destacadas en el Jamboree Club Barcelona, el Festival de Jazz de Terrassa, varios festivales de España, Portugal, Finlandia y numerosos locales de Londres.
El último proyecto de Jaume Llombart Sextet es el álbum Magenta (Fresh Sound New Talent, 2015).