Jessica Claire Biel nació en Ely, Minnesota, pero creció en Boulder, Colorado. Es hija de John y Kim Biel, y tiene un hermano menor llamado Justin.

Estudió interpretación en la "Young Actors Space" en Los Angeles tras ser descubierta en 1996 en una convención de la IMT celebrada en la ciudad californiana. Gracias a la serie de televisión "El séptimo cielo" (1996) consiguió dar el salto a la fama.

Debutó en el cine a los 14 años, en la película "El Oro de Ulises" (1997), un drama protagonizado por Peter Fonda y dirigido por Victor Núñez. Recibió buenas críticas por su rol de hija rebelde en dicha película.

En 1998 interpretó a Allie en la comedia "Vuelve a casa por Navidad... si puedes" (1998). Más tarde, Jessica intentó lograr sin éxito el papel protagonista en la película "American Beauty", que finalmente protagonizó Thora Birch. Según ella, su imagen de niña inocente en el papel televisivo fue lo que le impidió lograr el papel en la película de Sam Mendes.

A raíz de su papel en el remake de "La Matanza de Texas" (2003), comenzaron a lloverle ofertas y al año siguiente apareció en "Cellular" y "Blade: Trinity" junto a Wesley Snipes. En esta última tuvo bastante más protagonismo.

En el 2005, la revista Esquire la nombró Mujer Más Sexy en Vida. En ese mismo año participó en "La Amenaza Invisible. Stealth", "London" y "Elizabethtown". Al año siguiente compartiría protagonismo con Samuel L. Jackson en "Regreso al infierno", y también protagonizaría "El Ilusionista" junto a Edward Norton y Paul Giamatti.

Tras "El Ilusionista", protagonizó películas como "Next", donde compartía cartel con Nicolas Cage o la comedia "Os declaro marido y marido"...