Szegény farmercsaládból származik, szüleit korán elvesztette. Az iskola mellett gyapotszedőként, majd cipőtisztítóként dolgozott.
Ötéves korától kezdett énekelni a helyi templom kórusában, később együttesekkel kocsmákban lépett fel, részt vett tehetségkutató versenyen, amit meg is nyert; autodidakta módon megtanult zongorázni és orgonázni. "Igazi" zenészkarrierje a hatvanas évek elején kezdődött: 1962-ben zenészként, majd dalszerzőként szerződött a memphisi Stax Records lemezkiadóhoz, majd a stúdió házi szerzője és producere lett. David Porter szövegíróval számos klasszikus soul-slágert írtak, elsősorban a Sam & Dave duó számára („Hold on, I’m Coming”, „Soul Man”), illetve Carla Thomas részére („B-A-B-Y”), háttérzenész volt Otis Redding mellett.
1967-ben megjelentette bemutatkozó albumát, a Presenting Isaac Hayest, ami nem keltett különösebb visszhangot, ám a két évvel későbbi 1969-ben megjelenő Hot Buttered Soul című album hatalmas sikert aratott: a nagylemez 81 hétig volt a popzenei listákon, a soul mérföldkövei között jegyzik. A lemezen szereplő (csupán) négy dal a korszak legnagyobb popzeneszerzői által írt dalok nagyszabású átiratai: mint Jimmy Webb: By The Time I Get To Phoenix (18 perc), Burt Bacharach és Hal David: Walk On By (12 perc) zeneszámok gazdagon hangszerelt feldolgozásban. 70-es évek végére Hayes a korszak sztárja lett, "Fekete Mózes" néven is emlegették. Mind soul, mind pedig funk stílusban fogant albumai jelentős kritikai és kereskedelmi sikernek számítottak.
Egyik legnagyobb sikere a Shaft című film zenéje volt, amit a legjobb filmzene és a legjobb eredeti dalért kategóriában Oscar-díjra jelöltek (1972), utóbbit meg is nyerte. Ö volt az első afro-amerikai Oscar-díjas. A Shaft főcímzenéje ezen kívül még egy Arany Glóbusz díjat, két Grammyt, egy NAACP Image Díjat és egy Edison Díjat is nyert. A filmzene-album platina lemez lett, ezzel Hayes az első afro-amerikai művész, akinek ez sikerült.
A „Chocolate Chip” (1975) és a „New Horizon” (1977) című albumain a diszkó, funk és soul vegyítésével egy új stílust fejlesztett ki.
A hetvenes évek végétől Hayes ritkábban adott ki lemezeket, belefogott második karrierjének felépítésébe, mint színész. Szerepelt például a Truck Turner, és a Three Tough Guys című filmekben, és felbukkant számos tévésorozatban jellegzetes tar koponyájával és mély hangjával. A 90-es években olyan filmekkel folytatta színészi karrierjét, mint az I'm Gonna Git You Sucker, Robin Hood, a fuszeklik fejedelme, Menekülés New Yorkból, Sorsjegyesek és a Flipper. Játszott 1981-ben John Carpenter Menekülés New Yorkból című filmjében, felbukkant a Miami Vice, a Szupercsapat, majd a Csillagkapu epizódjaiban.
A szatirikus South Park rajzfilmsorozatban egy fekete menzaszakács, Séf bácsi hangjaként szerepelt goromba megjegyzéseivel és kusza életbölcsességeivel. Hasonlóan groteszk a „Chocolate Salty Balls” című dal, amit 1998-ban énekel ebben a szerepben. 2006-ban megszakította a közös munkát a sorozat alkotóival - Matt Stone-nal és Trey Parkerrel. A szcientológus Hayes nem nézte jó szemmel, hogy az egyébként gúnyolódásra alapuló sorozat egyre több epizódban a szcientológiai egyházat is megtámadja.
Utolsó albuma, a Branded1995-ben jelent meg - a közreműködők közt ott van az egykori alkotótárs David Porter és a Public Enemy rappere, Chuck D is.
2000-ben Hayes könyvet adott ki "Cooking with Heart & Soul: Making Music in the Kitchen with Family and Friends" címmel.