Borlée deltok ved Ungdoms-VM i friidrett 2005 i Marrakech, der han kom på 5.-plass på 400 meter.[3] Han deltok ved junior-VM i friidrett 2006, der han kom på 4.-plass på 400 meter med tiden 46,06, som var personlig rekord, og 19 hundredeler bak bronsen som gikk til britiske Martyn Rooney.[4] Han deltok også på Belgias stafettlag som kom på 5.-plass på 4 x 400 meter stafett.
Tidlige suksesser
Akkurat som sin bror vant Jonathan sin første seniortittel da han var 18 år gammel. Han vant 200 meter ved det belgiske innendørsmesterskapet i Gent i 2006. Hans bror vant 400 meter ved det samme mesterskapet. Senere på året vant han også gull ved det belgiske mesterskapet utendørs. Samme år forbedret han også sin personlige rekord på 400 meter til 46,06, mot 47,50 året før.
Den 31. mai2008 deltok han og broren ved et stevne i Neerpelt. Sammen Cédric Van Branteghem og Kristof Beyens forbedret de den 27 år gamle belgiske rekorden på 4 x 400 meter stafett. Den nye rekorden ble 3.02,51, over et sekund raskere enn den gamle rekorden. Dessverre for dem var tiden ett hundredels sekund over kvalifiseringskravet til Sommer-OL 2008 i Beijing, men to uker senere satte de på nytt belgisk rekord med tiden 3.02,13 under et stevne i Namur, og kvalifiserte seg til OL. Dette var med Nils Duerinck i stedet for Kristof Beyens på laget.
OL i Beijing
Den 19. august2008, under semifinalen på 400 meter under OL i Beijing, løp han inn til ny personlig rekord på 45,11 på 400 meter. Dette holdt til femteplass i hans semifinaleheat, men han gikk ikke til finalen.
På 4 x 400 meter stafett, sammen med lagkameratene Kevin Borlée, Cédric Van Branteghem og Arnaud Ghislain, kvalifiserte de seg til finalen, men ny belgisk rekord på 3.00,67. I finalen kom de på femteplass, med enda en belgisk rekord, denne gang på 2.59,37. USA vant dette løpet, med 2.55,39, som var ny olympisk rekord.
Flytting til USA
På slutten av 2008 flyttet han og broren Kevin til Tallahassee, for å begynne på Florida State University. Her kvalifisert han seg til NCAA-mesterskapet i Fayetteville i Arkansas. Her vant han 400 meter, og satte ny belgisk rekord på 44,78, mens broren Kevin kom på fjerdeplass, med tiden 45,43. Senere var de med på stafettlaget som vant mesterskapet på 4 x 400 meter stafett, med tiden 2.59,59, som var nest beste tid denne sesongen.
Like etterpå ble begge brødrene skadet, med nesten identiske skader. Jonathan fikk et tretthetsbrudd i tarsus (fotroten), som satte en stopper for resten av sesongen, inkludert VM i friidrett 2009. Like etterpå fikk broren Kevin den samme skaden, men i den andre foten.
Han fikk utmerkelsen Golden Spike (Gouden Spike) for 2009, som beste mannlige utøver i Belgia.
VM innendørs 2010
I begynnelsen av 2010 var tvillingbrødrene tilbake i form. Under VM innendørs 2010, på 4 x 400 m stafett, vant de sammen med lagkameratene Nils Duerinck og Antoine Gillet, sitt heat på 3.09,84, ny belgisk innendørsrekord. I finalen, med Cédric Van Branteghem stedet for Nils Duerinck, vant de sølv med tiden 3.06,94, igjen ny belgisk rekord. USA vant gullet, Storbritannia tok bronsen.
EM 2010
Rett før EM i Barcelona hadde Jonathan Borlée løpt inn til ny belgisk rekord på 44,77 på Diamond League-stevnet i Paris, bare uker før mesterskapet. Han var den raskeste europeeren på dette stevnet. Jonathan vant både kvalifiseringsheatet og semifinalen, med henholdsvis 45,91 og 44,71, og kom til finalen. Sistnevnte tid var igjen ny nasjonal rekord. I finalen imponerte han ikke like mye, men endte på 7.-plass med tiden 45,35. Hans bror Kevin europamester, med tiden 45,08, etter en imponerende sprint de siste 50 metrene. Det belgiske laget på 4 x 400 m stafett kom til finalen. Jonathan ble spart i kvalifiseringen, men vant bronse sammen med Kevin Borlée, Arnaud Destatte og Cédric Van Branteghem med tiden 3.02,60.
Han representerte også Belgia ved Lag-EM i friidrett 2010, der Belgia deltok i First League, den nest øverste divisjonen. Her vant han 400 meter på tiden 44,00, og deltok også på stafettlaget som vant 4 x 400 meter. Belgia endte på 7.-plass i First League, og rykket dermed verken opp eller ned en divisjon.
Han deltok igjen ved Lag-EM i friidrett 2011, der Belgia deltok i First League, og han kom her på 3.-plass på 200 meter. Han deltok også på Belgias stafettlag som vant 4 x 400 meter stafett. Belgia endte denne gangen på 9.-plass sammenlagt.
I 2012 fikk han gull på 4 x 400 meter ved EM i friidrett 2012, denne gang sammen med Antoine Gillet, Jente Bouckaert og Kevin Borlée. Tiden deres, 3:01,09, var årsbeste i Europa.[5] Han deltok også på 200 meter, der han kvalifiserte seg til finalen, og endte på 4.-plass. Ved sommer-OL 2012 i London deltok han både på 400 meter og 4 x 400 meter stafett, og han kom på 6.-plass i begge disse øvelsene. På 400 meter satte han ny belgisk rekord i innledningsheatet, med tiden 44,43, og slo sin brors tidligere rekord. Han greide ikke like god tid i semifinalen, men kvalifiserte seg til finalen. I finalen løp han på 44,83, og kom på 6.-plass, to hundredeler bak sin bror. Tiden hans fra innledningsheatet (44,43) ville ha holdt til 2.-plass i finalen; Luguelín Santos som fikk sølvmedaljen løp på 44,46. Han vant ett stevne ved Diamond League 2012; Herculis-stevnet i Monaco.
2013
Ved Perfiction Indoor-stevnet i Gent satte han ny personlig rekord på 60 meter innendørs, med 6,80 sekunder. Borlée deltok ved Lag-EM i friidrett 2013 i Dublin, der Belgia igjen konkurrerte i First League. Denne gangen kom han på 2.-plass på 200 meter, bak Pavel Maslák, med tiden 21,31. Han deltok også på stafettlaget som kom på 2.-plass på 4 x 400 meter. I august 2013 deltok han ved VM i friidrett 2013. På 400 meter nådde han finalen, der han løp inn til 4.-plass. På 4 x 400 meter kom Belgia på 5.-plass. Ved Jeux de la Francophonie i september var han med på laget Vallonia-Brüssel, som kom på 3.-plass på 4 x 100 meter. På nasjonalt nivå ble han belgisk mester på 200 meter utendørs. Hans beste resultater fra Diamond League 2013 var 2.-plass ved Memorial Van Damme og bronse ved London Grand Prix, på 400 meter. Han deltok også ved Jeux de la Francophonie, der Frankrike kom på 3.-plass på 4 x 100 meter.
Han fikk utmerkelsen Golden Spike (Gouden Spike) for 2013, som beste mannlige utøver i Belgia.
2014
Han var med å sette belgisk rekord på 4 x 200 meter ved det belgiske mesterskapet innendørs i Gent, med tiden 1:26,69.[6] Klubben hans, White Star, vant stafetten, der Jonathan løp sammen med Dylan Borlée, Arnaud Destatte og Chamberry Muaka. Ved Lag-EM i friidrett 2014 deltok han bare på 4 x 400 meter, der Belgia vant øvelsen. Hans bror Kevin deltok også på dette stafettlaget. Han kom på 2.-plass på 400 meter ved det belgiske mesterskapet i juli, bak Kevin Borlée.
2015
Han satte ny personlig rekord på 400 meter ved et innendørsstevne i Metz 25. februar, der han løp på 46,48 sekunder. Han deltok ved EM i friidrett innendørs 2015, der Belgia satte ny europarekord på 4 x 400 meter, og vant gull på denne øvelsen. Her løp han sammen med Julien Watrin, og sine brødre Kevin og Dylan. Han deltok også ved IAAF World Relays 2015, der Belgia kom på 3.-plass på 4 x 400 meter stafett, med ny belgisk rekord på 2:59,33. I juli ble han for tredje gang belgisk mester på 400 meter utendørs, der han løp på 45,27. De to andre medaljene gikk til Kevin og Dylan Borlée.
Ved VM i friidrett 2015 deltok han både på 400 meter og 4 x 400 meter stafett. På 400 meter ble han slått ut i semifinalen, der han løp på 44,85 og fikk 14. beste tid. På 4 x 400 meter stafett satte Belgia ny belgisk rekord i innledningsheatet, med 3:59,28. I finalen løp de på 3:00,24, og endte på 5.-plass.
Olivia, Jonathan, Kevin og Dylan Borlée forlot klubben Royal White Star til fordel for Royal Racing Club Brussel (RRCB) i oktober 2015.[7]
2016
Den 13. februar 2016 satte klubben deres, Racing Brussel, ny belgisk rekord på 4 x 200 meter stafett, med tiden 1:25,26, da de vant IFAM-stevnet i Gent. Laget bestod av Jonathan, Kevin og Dylan Borlée, samt franske Raymond Bang-Cuse, men tiden ble godkjent som belgisk rekord.[8] Han deltok også på Belgias lag som kom på 6.-plass på 4 x 400 meter ved VM i friidrett innendørs 2016.
Ved EM i friidrett 2016 i Amsterdam vant Belgia 4 x 400 meter stafett, med ny årsbestetid i Europa på 3:01,10. Laget bestod av alle tre brødrene Borlée, samt Julien Watrin. Han deltok også på 400 meter individuelt, men ble slått ut i kvalifiseringsrunden, der han løp på 47,45.