Ormai, il prestigio aquisito nell’ambiente gli consentì di fare il salto di qualità, portandolo, nel volgere di un biennio, da talentuoso bassista di provincia a fenomeno planetario del nuovo jazz. Nel 1974, entrato nella cerchia di Paul Bley, incise l’album Jaco, con brani dello stesso storico pianista e la partecipazione del batterista Bruce Ditmas, ma soprattutto di un altro esordiente di lusso, il chitarrista Pat Metheny; l’anno successivo, Pastorius suonò il basso nel trio per l’album d’esordio come leader di Metheny. In questo periodo ci fu anche il primo incontro con Joe Zawinul, tastierista dei Weather Report destinato a recitare un ruolo fondamentale nella crescita e definitiva affermazione del talentuoso bassista; un incontro non proprio folgorante per la verità, ma che comunque consentì a Pastorius di consegnargli un nastro con una sua versione di un brano di Parker, destando interesse in Zawinul, convinto che Pastorius suonasse il contrabbasso, tanto gli pareva fluido il suono. Il 1976 fu l’anno della svolta definitiva, col debutto come leader con l’album omonimo, con la partecipazione di una nutritissima schiera di jazzisti, tra cui Wayne Shorter e Herbie Hancock. Fu anche l’anno del primo frutto della sua collaborazione con Joni Mitchell con la pubblicazione dell’album Hejira, a cui seguirono altri tre, tra cui Mingus del 1979, scritto dalla musicista canadese in collaborazione col geniale contrabbassista, morto proprio all’inizio di quell’anno.
Ma, ritornando al 1976, fu soprattutto l’anno dell’entrata di Pastorius nella band più importante della Fusion jazz, i Weather Report di Zawinul e Shorter, al cui nome è rimasto indissolubilmente legato. Nel bel mezzo delle registrazioni di Black Market, alla band venne meno il bassista e Zawinul, memore del nastro del giovane bassista, decise di sottoporlo ad un’audizione che Pastorius superò brillantemente. Il suo apporto si limitò all’esecuzione di due brani, oltre all’inserimento di una sua composizione originale, Barbary Coast. Con i Weather Report, Pastorius incise altri quattro album in studio (Heavy Weather del 1997, Mr Gone del 1978, Night Passage del 1980 e Weather Report del 1982), oltre al live 8:30. Il suo stile musicale e la sua personalità eclettica, esuberante e cupa allo stesso tempo, più vicina al mondo del rock che a quello del jazz, segnarono profondamente gli anni di maggior successo dei paladini della Fusion. Pastorius fu un tramite eccezionale per connettere i Weather Report al mondo giovanile, fino allora completamente estraneo al jazz; un ruolo fondamentale per consentire alla band di affacciarsi più volte nei piani alti delle classifiche pop.
L’abuso di alcol e cocaina, insieme a una tendenza patologica alla depressione e al bipolarismo, lo portarono progressivamente ad avere comportamenti provocatori ed eccessivi nei confronti di discografici e impresari, causando una sua parziale emarginazione nel mondo professionistico musicale. La sua attività, comunque, continuò tra incisioni da leader (Word of mouth, 1981; il live Birthday concert, 1982; Invitation, 1983), concerti e collaborazioni, fino al fatale 12 settembre 1987. Dopo essere stato allontanato per ubriachezza molesta da un concerto di Carlos Santana a Fort Lauderdale, Jaco pretese di entrare in un locale della cittadina, nonostante il divieto del proprietario, il quale, esasperato dalle insistenze del bassista, lo aggredì selvaggiamente, senza farsi scrupolo di utilizzare le sue profonde conoscenze delle arti marziali per abbattere Pastorius. Trasportato in ospedale, il bassista morì dopo 9 giorni di coma; l’omicida, condannato a 25 mesi di carcere e 5 anni di libertà vigilata, uscì dopo 4 mesi per buona condotta. Virtuoso funambolico e istintivo, ma con un profondo senso melodico, una poetica nuda e sincera e una rara capacità di far respirare le note, Pastorius sta al basso come Hendrix alla chitarra elettrica. La sua innovativa maniera di interpretare il basso come strumento non solo ritmico, ma anche armonico e melodico, per generazioni di bassisti ha rappresentato e continua a rappresentare un imprescindibile punto di riferimento.