ประจิน จั่นตอง เกิดที่จังหวัดพิษณุโลก เป็นบุตรชายของแย้ม (บิดา) และปิ่น (มารดา) เมื่ออายุได้ 9 ปี ต้องย้ายตามบิดาและครอบครัวไปอาศัยอยู่ที่จังหวัดอุตรดิตถ์[9] จนกระทั่งสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนอุตรดิตถ์รุ่น 2512 โรงเรียนเตรียมทหาร รุ่นที่ 13 (ตท.13), โรงเรียนนายเรืออากาศ รุ่นที่ 20 (นนอ.20), วิทยาลัยป้องกันราชอาณาจักร รุ่นที่ 48 (วปรอ.48) และสำเร็จการศึกษาระดับปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขารัฐประศาสนศาสตร์ จากสถาบันรัฐประศาสนศาสตร์ วิทยาลัยบริหารรัฐกิจ มหาวิทยาลัยรังสิต ในปี พ.ศ. 2556 พล.อ.อ. ประจิน ดำรงตำแหน่งเสนาธิการทหารอากาศ ณ วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2552 ก่อนที่จะดำรงตำแหน่งเป็นผู้ช่วยผู้บัญชาการทหารอากาศ ณ วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2554[1]

วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2555 ประจิน เข้ากระทำพิธีรับตำแหน่งผู้บัญชาการทหารอากาศ โดยได้เปิดเผยความตั้งใจที่จะสานต่อทางยุทธศาสตร์ที่ผู้บัญชาการทหาร (ผบ.ทอ.) คนเดิม (พล.อ.อ.อิทธพร ศุภวงศ์) ได้วางไว้ ตลอดจนการตามรอยเบื้องพระยุคลบาท และปฏิบัติภารกิจกองทัพอากาศควบคู่กับรัฐบาลในการพัฒนาประเทศ รวมถึงการรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติผู้สื่อข่าวตั้งชื่ออย่างไม่เป็นทางการให้ว่า "บิ๊กจิน"[10][11]

ต่อมาในวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557 คณะกรรมการบริหาร บริษัท การบินไทย จำกัด (มหาชน) มีมติให้ พล.อ.อ. ประจิน ซึ่งดำรงตำแหน่ง รองประธานกรรมการบริษัทฯ คนที่หนึ่ง อยู่แต่เดิม ขึ้นเป็นประธานกรรมการบริษัทฯ ตั้งแต่วันที่ 10 มีนาคม แทนอำพน กิตติอำพน เลขาธิการคณะรัฐมนตรี ที่ลาออกจากการเป็น ประธานกรรมการบริษัทฯ[12]

ประจิน ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม ในรัฐบาลของพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา[13] และทำหน้าที่รองหัวหน้าคณะรักษาความสงบแห่งชาติอีกหน้าที่หนึ่ง กระทั่งในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2558 ถูกปรับมารับตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรี ดูแลรับผิดชอบงานกระทรวงศึกษาธิการ กระทรวงพลังงาน กระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร และสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ[14]

ในการประชุมคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2559 ได้มีมติแต่งตั้งให้พลอากาศเอกประจินในฐานะรองนายกรัฐมนตรีที่ดูแลกระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารมารักษาการในตำแหน่ง รัฐมนตรีว่าการกระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร อีกตำแหน่งหนึ่งแทนนาย อุตตม สาวนายน ที่ได้ยื่นหนังสือลาออกจากตำแหน่งเมื่อวันที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2559[15]

ในวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2561 ได้รับแต่งตั้งเป็นประธานกรรมการในคณะกรรมการการบริหารการแก้ไขบำบัดฟื้นฟูเด็กและเยาวชนที่กระทำผิด[16]