Jeremy Llewellyn (uitgesproken als: Loe-ell-in), zoon van een Welshe vader en een Italiaanse moeder, groeide op in Londen. Hier ontving hij zijn eerste muzikale vorming in piano, orgel en hobo. Hij studeerde Muziekwetenschap aan de Universiteit van Cambridge als orgelstudent (organ scholar) aan Selwyn College. Dit leidde tot internationale tournees, radio-uitzendingen, cd-opnames en een aanstelling als organist bij Ealing Abbey in Londen.
Na onderzoek en zijn doctoraatsstudies aan de Universiteit van Basel en een onderzoeksfunctie aan de Universiteit van Kopenhagen, trad hij in 2007 toe tot het managementteam van de Schola Cantorum Basiliensis, het internationaal gerenommeerde instituut voor historische uitvoeringspraktijk. In 2012 vervulde hij daar de rol van waarnemend adjunct-directeur.
Aansluitend werkte Llewellyn aan de Universiteit van Oxford als universitair docent (Departmental Lecturer) en tutor aan Exeter College en St Hugh’s College. Sinds 2019 is hij verbonden aan de Universiteit van Wenen als senior onderzoeker bij het Instituut voor Muziekwetenschap en, vanaf 2024, als coördinator van de interdisciplinaire Doctoral School van de Faculteit der Filologische en Cultuurwetenschappen. In september 2026 trad hij aan als Hoofd Oude Muziek aan het Koninklijk Conservatorium.
Zijn publicaties richten zich op muziek en uitvoeringspraktijken van de 9e tot de 16e eeuw. Van 2022 tot 2024 was hij voorzitter van cantus planus, een studiegroep van de International Musicological Society die nieuw onderzoek naar mondiale chant/het gregoriaans stimuleert. Daarnaast heeft hij samengewerkt met de BBC aan projecten rondom de Weense componiste Marianna von Martines (1744–1812). Voor zijn onderzoek ontving hij beurzen van onder meer de Arts and Humanities Research Council, UK (AHRC), de Swiss National Science Foundation (SNF), de Leverhulme Trust, het Oostenrijkse Wetenschapsfonds (FWF) en de Thyssen Stiftung in Duitsland.