Дженнифер Ли Морроу родилась 5 февраля 1962 года в районе Голливуд, США. Ее родители еврейского происхождения. Отец Вик Морроу был актером, а мать Барбара Тернер сценаристом и бывшей актрисой. В начале карьеры Дженнифер Ли отказалась от фамилии отца и сменила имя на Дженнифер Джейсон Ли, чтобы самостоятельно добиться признания без ассоциаций с отцом. Среднее имя Джейсон взяла в честь актера Джейсона Робардса.

Будучи подростком, Дженнифер посещала занятия известного Ли Страсберга. Дебютировала в девятилетнем возрасте и после работала на телевидении, а в начале восьмидесятых уже сыграла главную роль в одном из телефильмов. Известность пришла к ней после показа молодежной картины «Быстрые перемены в школе Риджмонт Хай», где она играла одну из главных ролей. Первыми серьезными киноработами стали такие ленты, как «Майами блюз» и «Последний выход на Бруклин».

В 1990 годах Ли снималась в нескольких картинах ежегодно, и большинство из них были удачными. В те годы на экран вышли: «Кайф», «Миссис Паркер и порочный круг», «Площадь Вашингтона», триллер «Одинокая белая женщина», «Экзистенция» и многие другие. Все эти работы принесли актрисе успех и признание ведущих американских кинокритиков.

В XXI веке послужной список актрисы пополнился такими замечательными ролями в кино, как Паулин в триллере «Темной стороне страсти», Стиви в психологическом триллере «Машинист», Полин в комедийной драме «Марго на свадьбе», где играла вместе с Николь Кидман. Также в 2000-е годы попробовала себя в качестве режиссера и сценариста. В последующие несколько лет регулярно снималась, однако фильмы с ней не привлекали широкую аудиторию. В 2001 году выступила в качестве сценариста и режиссера фильма «Юбилей» и получила две номинации на премию «Независимый дух».

Сценарий для ленты «Гринберг» написала в 2010 году, являясь при этом одним из ее продюсеров и актрисой. В фильме также снялись известные Бен Стиллер и Грета Гервиг. Фильм получил в основном положительные отзывы критиков.

Роль убийцы Дейзи Домерг в 2015 году исполнила в вестерне Квентина Тарантино «Омерзительная восьмерка». За эту работу актриса была номинирована на целый ряд премий в категории «лучшая женская роль второго плана».

В 2005 году Дженнифер Джейсон Ли стала женой режиссера Ноа Баумбаха. Но через пять лет совместной жизни пара рассталась. У бывших супругов есть сын, Ромер Эммануэль Баумбах.