Famke Janssen est née à Amstelveen aux Pays-Bas. En plus de sa langue maternelle, le néerlandais, elle a appris l'anglais, l'allemand et le français. Elle a deux soeurs, Antoinette Beumer (réalisatrice) et Marjolein Beumer (actrice). C'est en 1984, après s'être installée aux Etats-Unis, que Famke Janssen entame sa carrière de mannequin pour l'agence Elite. Elle travaille alors pour Yves Saint Laurent, Chanel, et Victoria's Secret. Ce n'est qu'après avoir obtenu son diplôme en littérature et art dramatique à l'Université Columbia qu'elle part pour Los Angeles pour poursuivre sa formation d'actrice, débutée sous la tutelle d'Harold Guskin, en suivant les cours de Roy London et en décrochant ses premiers rôles.
Après s'être installée à Los Angeles, Famke obtient ses premiers petits rôles dans des séries télé comme Star Trek: Next Generation et Melrose Place. En 1992, elle décroche son premier rôle dans un long métrage aux côtés de Jeff Goldblum dans le film Fathers & Sons. Mais c'est en 1995 qu'elle se fait vraiment remarquer dans son rôle de femme fatale dans GoldenEye, le premier James Bond joué par Pierce Brosnan. En 1998 elle apparaît dans huit films, dont The Faculty, Un cri dans l'océan,
Les Joueurs et notamment RPM.
En 2000, elle joue le rôle de Jean Grey dans
X-Men ; rôle qu'elle reprendra dans X-Men 2 en 2003 puis dans X-Men, l'affrontement final en 2006. Elle joue entretemps le rôle d'Ava Moore, une transsexuelle manipulatrice professionnelle du coaching, dans les saisons 2, 3 et 7 de la série Nip/Tuck en 2004 et 2005.
C'est Famke Janssen qui a enregistré la version néerlandaise de la visite commentée dans tous les parcs d'attraction
Disney.
Janssen vit à New York dans le quartier de Greenwich Village. Elle a été mariée au scénariste et réalisateur Tod Culpan Williams, fils de l'architecte Tod Williams, entre 1995 et 2000.
Le prénom Famke signifie « petite fille » en frison, la langue parlée dans la province de Frise aux Pays-Bas.
Son chien est un terrier de Boston tacheté du nom de Licorice avec lequel elle voyage régulièrement. Ses écrivains préférés sont les soeurs Brontë, Vladimir Nabokov et Jean Rhys.
La taille de ses pieds lui a valu une certaine notoriété lors de la sortie de GoldenEye car il a fallu lui faire faire des chaussures sur mesure (elle chausse du 46 ).
Elle mesure 1,80 m.