Jørleif Uthaug utmerket seg som en arbeidsom og mangfoldig kunstner med arbeider i en rekke teknikker og sjangere, som tegning, bokillustrasjon, design, maleri, grafikk, skulptur og utsmykninger, og i ulike formspråk fra dekorative til kunstnerisk friere arbeider, men det var som billedhugger han gjorde seg sterkest gjeldende. Med en påfallende evne til endring og tilpasning maktet han fra 1950-årene av å leve av sin kunst i et lite og vanskelig norsk kunstmarked.
Uthaug ble født på Ørlandet, men familien flyttet kort etter til Trondheim, der faren etablerte seg som handelsmann. Etter folkeskolen arbeidet Uthaug som visergutt i farens forretning og en tid som sjømann. Teoretiske skolefag tiltalte ham ikke, men han tegnet mye. I myndig alder lærte han tegning ved Trondhjem tekniske fagskole 1932 og Professor Harald K. Stabells tegneskole 1934–35, design ved Trondhjem tekniske mellomskole 1936 og maleri hos Roar Matheson Bye.
1936 flyttet han til Oslo og arbeidet med reklametegning, vindusutstillinger og varemesser. Men ønsket var å bli maler. Han studerte ved Statens Håndverks- og Kunstindustriskole og Det “illegale” kunstakademi under Per Krohg og Axel Revold 1941–43, deretter ved Statens kunstakademi under Jean Heiberg 1945–47. Også i årene siden bodde og arbeidet Uthaug i Oslo, med unntak av kortere utenlandsopphold som 1953 i Spania og andre middelhavsland.
Uthaug debuterte som maler 1948 i Trondhjems kunstforening og stilte året etter ut i Galleri Per, Oslo. Kunstnere som Kai Fjell, Rolf Nesch og Sigurd Winge inspirerte den søkende kunstneren i fargesterke figurkomposisjoner med tendenser til kubistisk flatebehandling. Kritikerne i hovedstaden roste arbeidenes dekorative kvaliteter, men savnet et dypere, personlig engasjement, et inntrykk enkelte fastholdt utover 1950-årene. På den annen side fikk Uthaug raskt utsmykningsoppdrag. Enkelte av dem løste han med frapperende, ornamentale komposisjoner, som det 30 kvadratmeter store veggrelieffet Mennesker på en strand. Uthaug utmerket seg også med illustrasjonsarbeider og som grafiker, men her kom den kanskje største triumfen posthumt da British Museum 1993 kjøpte fem litografier, bl.a. Fiskerflåten.
Eksperimenter med nye teknikker og materialer førte Uthaug til metallskulptur. Han tok kurs i metallurgi og sveising ved Statens teknologiske institutt 1960–61 og i metallteknikk ved Norges sveiseskole 1972. Den nye orienteringen gav noe bedre uttelling hos kritikerne fra hans første separatutstilling av abstrakte jernskulpturer i Galleri KB, Oslo, 1963. Senere fulgte vellykkede utstillinger og salg så vel i Norge (Trondheim 1968, Oslo 1975 og 1979, Moss 1981) som i Storbritannia (Newcastle 1964 og 1966, Sunderland 1965) og USA (Chicago 1968).
Et særpreg ved Uthaugs skulpturer er kraftfulle former i bevegelse, opp og ut som i Ekspansjon, eller horisontalt avgrenset som i Vital Movement. En monumental variant er den 7 meter høye Skulptural front med nonfigurative former samlet under en ruvende bue. Blant utsmykningene utmerker enkelte seg ved å være arkitekturrelaterte uten å underordne seg bygningens materialer og former, som Justitia og Energi. I likhet med maleriene viser også skulpturene impulser fra andre kunstnere, men etter hvert lyktes det Uthaug å skape enkelte slående, høyst personlige arbeider, som de strengt komponerte Mountain Wall og Guard I, eller den dekorative serien Six Seaman's Knots.
Uthaug var sekretær med stemmerett i Tegnerforbundet 1954–55 og styremedlem i Bildende Kunstneres Styre 1978. Han ble tildelt Gullblyanten for tegning og design 1963 og vant en rekke konkurranser, som Oslo kommunes konkurranse om skoleutsmykninger 1969.