Родился в селе Линовица Пирятинского уезда Полтавской губернии в семье гвардии капитана в отставке Петра Антоновича де Бальмена и его жены Софии Александровне (урожденная Башилова).

Получил домашнее образование, в 1830 году сдал экзамены за 7-й класс и был зачислен вольнослушателем Нежинской гимназии. Окончил гимназию первым кандидатом и получил право на чин 12 класса.

Служил в Белгородском уланском полку (был расквартирован в г. Чугуев). В этот период написал повести: «Изгнанник», «Самоубийца», «Пустыня" и др.

4 апреля 1837 года переведён в Ахтырский гусарский полк, а с января 1838 года адъютант генерал-лейтенанта Шабельского (командир 4-й дивизии) штаб которого был в местечке Красностав Царства Польского, а с 1839 года в Умани.

С 1841 года служил в штабе Сводного кавалерийского корпуса (г. Вознесенск), а с 1842 года снова в 4-й дивизии, штаб которой в том же году был передислоцирован в Винницу.

С 1843 года адъютант начальника штаба 5-го пехотного корпуса генерала Данненберга (г. Одессе).

В 1844-1845 годах участвовал в Кавказской войне будучи адъютантом генерала Лидерса. Ротмистр Яков Петрович Бальмен погиб при отступлении из Дарго в Даргинском походе (тело его, несмотря на обещание крупной награды, не было найдено).

Писал прозу на русском, французском и украинском языках. Вёл дневники, в частности во время путешествия по Крыму в 1842 году создал альбомы собственных рисунков.

На основании дневника написал пародийные «Письма», напечатанные в конце 1841 году в «Отечественных записках» — в них были отражены любовные перепетии, которые были когда-то у Якова с его кузиной Софьей Вишневской, выданной замуж за Н. Э. Писарева. 

Дружил с Тарасом Шевченко, проиллюстрировал рукописный сборник его стихов. Якову Петровичу посвящена поэма Шевченко «Кавказ», завершенная эпитафией «І тебе загнали, мій друже єдиний…».