Il est le fils de Charles Dubois (1880-1939) et d'Élisabeth Dubois née Baillot (1889-1976).
Jacques Dubois est resté célibataire, étant un moine bénédictin (congrégation de Solesmes).
Jacques Dubois a fait ses études secondaires au collège Mongazon d’Angers de 1937 à 1941. Il a été novice à l’abbaye Sainte-Marie, où il a reçu l’habit le 11 février 1942. Après avoir fait des études de théologie à l’Institut catholique de Paris de 1945 à 1947, il est auditeur libre à l’École des chartes de 1945 à 1949 et élève à l’EPHE à la IVe section chez Edmond Faral (1945-1946) et Jean Porcher (1946-1950), et à la Ve section chez André Grabar (1950-1959). Il a été diplômé de la IVe section avec une thèse, déposée le 9 janvier 1972 par Michel Fleury, Un pèlerinage au XIIe siècle, le monastère de saint Fiacre en Brie, rapportée le 19 mars suivant, par André Vernet et le P. Baudoin de Gaiffier d’Hestroy, bollandiste.
Il a été chargé de conférence dans la direction d’Histoire de Paris de Michel Fleury de 1966 à 1978 et directeur d’études non cumulant de 1979 à 1986.
Jacques Dubois a été bibliothécaire de l’abbaye Sainte-Marie de Paris (La Source) de 1947 à 1991.
Il a été nommé par le pape Paul VI en 1970 à la Commission Vaticane chargée, au sein de la Congrégation pour les Sacrements et le Culte divin, de la rédaction du nouveau martyrologe romain.
La première partie de la carrière de dom Jacques Dubois a été consacrée à la rédaction de notices biographiques de saints pour les Vies de saints publiées par les Bénédictins de Paris chez Letouzey (627 notices et 1160 notes rédigées de 1947 à 1959). Dès 1953, il élargit son champ de recherche aux monastères et à la vie monastique au Moyen Âge, puis dès 1960 aux martyrologes historiques, à la suite des travaux de dom Henri Quentin. La publication en 1965 du martyrologe d’Usuard lui ouvre les portes de l'EPHE comme chargé de conférences et l’analyse critique de vies de saints diversifiées (saints antiques comme les Quatre couronnés ou Cécile, et surtout médiévaux, évêques, moines, chartreux, abbés…), pour en tirer une méthodologie, constitue dans un premier temps la matière de son enseignement (voir l’Annuaire de la IVe section 1975-1975, p. 725-721, « La critique hagiographique »). À partir de 1976, l’étude de la liturgie et la vie monastique prend le pas sur l’analyse des vies de saints, justifiant la modification de l’intitulé de la direction d’études, ce changement offrant aussi une diversification plus large et permettant un renouvellement et un élargissement de l’auditoire. L’attention est alors particulièrement portée sur les aspects matériels de la vie monastique, sans que l’hagiographie soit laissée de côté, mais l’accent est mis sur ses apports à l’histoire monastique, à la vie quotidienne des moines, plus qu’à la critique textuelle proprement dite.
- Le martyrologe d’Usuard. Texte et commentaire (Subsidia Hagiographica, 40) ; Bruxelles : Société des Bollandistes, 1965, in-8°, 444 p.
- Un sanctuaire monastique au Moyen Age : Saint-Fiacre en Brie (Centre de Recherches d’histoire et de philologie de la IVe section de l’Ecole pratique des Hautes Etudes. Hautes Etudes médiévales et modernes, 27); Genève-Paris : Droz, 1976. In-8°, 371 p.
- Edition pratique des martyrologes de Bède, de l’anonyme Iyonnais et de Florus. En collaboration avec Geneviève Renaud. (Bibliographies-Colloques-Travaux préparatoires de l’Institut de Recherche et d’Histoire des Textes) Paris : CNRS, 1976, in-4°, 307 p.
- Les martyrologes du Moyen Age latin (Typologie des sources du Moyen Age occidental, fasc. 26) ; Turnhout : Brepols, 1978, in-8°, 88 p — Supplément, Turnhout : Brepols, 1985, in-8°, 10 p.
- Histoire monastique en France au XIIe siècle. Les institutions monastiques et leur évolution, London : Variorum Reprints, 1982, in-8° (Collected Studies Series).
- Jacques Dubois, Laure Beaumont-Maillet, Sainte Geneviève de Paris. La vie - le culte - l’art, Paris : Beauchesne, 1982, in-8°, 168 p., ill. - 2e éd., 1985 (Saints de tous les temps).
- Le martyrologe d’Adon. Ses deux familles, ses trois recensions ; texte et commentaire. En collaboration avec Geneviève Renaud (« Sources d’Histoire médiévale publiées par l’Institut de Recherches et d’Histoire des Textes »), Paris : CNRS, 1984. In-8°, 485 p .
- Les Ordres monastiques (« Que-sais-je »), Paris : PUF, 1985. In-12, 128 p. — 6e éd., 1998.
- Martyrologes, d’Usuard au Martyrologe romain. Articles réédités pour son soixante-dixième anniversaire. Préface de Michel Fleury, Abbeville : Impr. F. Paillart, 1990, in-8°, XVIII-246 p.
- † Aspects de la vie monastique en France au Moyen Âge. Préface de Jean-Loup Lemaitre, Aldersthot : Variorum Reprints, 1993, in-8° (Collected Studies Series).
- † Dom Jacques Dubois et Jean-Loup Lemaitre, Sources et méthodes de l’hagiographie médiévale. Préface de Joseph Van der Straeten s.j., Paris : Cerf, 1993 (Cerf-Histoire), In-8°, X-374 p. – 2e tirage en 2007.
Jacques Dubois a été membre résident et président (1981) de la Société nationale des Antiquaires de France et membre du conseil d’administration de la Société d’histoire religieuse de la France.
- Jean-Loup Lemaitre, "Dom Dubois", École pratique des hautes études. 4e section, sciences historiques et philologiques. Livret 8. Rapports sur les conférences de l'année 1992-1993. 1995. p. 21-25.
- Antonio Linage Condé, "Bibliografia de dom Jacques Dubois", dans Studia Monastica, t. 32, fasc. 1 (1990), p . 215-229.
- Jean-Loup Lemaitre, "Des Vies des saints à la IVe Section. Dom Jacques Dubois, une vie au service de l’hagiographie", dans Benediktiner als Historiker (17.-21. Jahrhundert), colloque de Salzburg, 2014, Bochum : Winckler, 2016.