È stata vincitrice di un Premio Oscar come migliore attrice del 1944 e di un Grammy Award. Poco più che ventenne giunse a New York dalla natìa Tulsa, in Oklahoma, per studiare all'Accademia d'Arte Drammatica. Qui conobbe Robert Hudson Walker, che sposò nel gennaio del 1939. Nacquero i futuri attori Robert Walker Junior  e Michael Walker. Poco dopo la Jones tornò in Oklahoma per condurre alcune trasmissioni alla radio. Successivamente si recò ad Hollywood ed esordì nel cinema con il film Il confine della paura (1939) , con John Wayne. Il matrimonio finì a causa della relazione di Jennifer con il produttore David O. Selznick, che sposò in seconde nozze. Nel 1943 l'attrice interpretò il ruolo di protagonista nella pellicola Bernadette che le fece vincere il premio Oscar. A soli venticinque anni era già una star. Negli anni seguenti Jones, sempre sotto l'ala protettrice di Selznick, recitò in film di diversi generi, dal film di propaganda - Da quando te ne andasti ( 1943)  al western - la meticcia in Duello al sole ( 1946) ma anche nel dramma - come Il ritratto di Jennie ( 1948), nel quale recitò in una parte di donna misteriosa. Una breve esperienza in Italia la vide lavorare al fianco di Montgomery Clift nel film di Vittorio De Sica, Stazione Termini (1953). Negli anni cinquanta continuò a mietere successi in film drammatici - come L'amore è una cosa meravigliosa ( 1955) e L'uomo dal vestito grigio, 1956), ma sul finire del decennio seguente, dopo la morte nel 1965 di Selznick, decise di abbandonare le scene. Sarebbe tornata sul set un'ultima volta per la partecipazione al film L'inferno di cristallo (1974). Negli anni settanta fu colpita da un cancro al seno, dal quale riuscì comunque a guarire. Rimasta vedova di Selznick nel 1965, si sposò per la terza volta nel maggio del 1971 con l'industriale Norton Simon che la lasciò vedova nel giugno del 1993 e dal quale non ebbe figli. È morta all'età di novant'anni.