Jamie Lee Curtis est née à Los Angeles en Californie. Elle est la fille des stars du cinéma Tony Curtis et Janet Leigh. Ses grands-parents paternels étaient juifs et sont venus de Hongrie aux États-Unis. Ses parents divorcent en 1962 et sa mère se remarie alors avec Robert Brandt. Elle a une soeur aînée, Kelly Curtis, elle-même actrice, et des demi-frères et soeurs (tous issus du remariage de son père) : Alexandra, Allegra et Nicholas Curtis, qui décède en 1994 des suites d'une overdose.
En 1975, Jamie Lee part vivre avec sa mère sur la côte Est des États-Unis, mais retourne en Californie en 1976. Elle entre à l'Université du Pacifique à Stockton, où elle envisage de se spécialiser en Arts Dramatiques, mais laisse tomber les études au bout d'un semestre afin de mieux se consacrer à sa carrière d'actrice. Elle signe un contrat chez Universal Studio et apparaît dans la série TV Opération Jupons.
Le réalisateur John Carpenter la remarque, dans un épisode de la série Operation Petticoat, pour son physique androgyne et décide de lui offrir le rôle de la jeune étudiante Laurie Strode, traquée par son demi-frère Michael Myers dans Halloween, la nuit des masques. Le film est un immense succès et la propulse au rang de star.
Jamie Lee décide de se tourner vers des films d'horreur. Pour son film suivant,
Fog (1980), elle retrouve
Carpenter. Puis, tourne la même année Le Bal de l'horreur et Le Monstre du train. Elle est alors surnommée nouvelle « scream queen » du cinéma de genre. Effrayée à l'idée de ne plus jamais pouvoir se débarrasser de cette étiquette, elle refuse après le tournage d'Halloween 2 en 1981 toutes les propositions de films d'horreur qu'elle reçoit. L'année suivante, elle prête sa voix un court instant à l'opérateur téléphonique dans le troisième volet de la saga Halloween, Halloween III : Le Sang du sorcier. En 1988, elle refusera catégoriquement de reprendre son rôle de Laurie Strode dans Halloween 4 : Le Retour de Michael Myers.
Jamie Lee s'essaye alors aux drames, comme Perfect en 1985 et Nicky et Gino en 1988. C'est dans la comédie qu'elle cartonne avec Un fauteuil pour deux (1983) et Un poisson nommé Wanda (1988), dans lequel elle interprète Wanda Gershwitz, une séduisante cambrioleuse. Elle tient l'un de ses meilleurs rôles en 1994 dans le film de James Cameron, True Lies, remake de La Totale ! de Claude Zidi sorti trois ans plus tôt, celui d'une femme ordinaire qui cherche à pimenter sa vie.
En 1998, elle fait son come-back dans la série Halloween en reprenant pour la troisième fois son rôle de Laurie Strode avec Halloween 20 ans après, il revient, film créé d'après son idée. Devenue adulte et mère de famille, l'héroïne affronte de nouveau son dangereux et increvable demi-frère. Le film, considéré comme la suite directe d'Halloween 2 est un succès. Avant d'accepter une quatrième et dernière fois son rôle dans Halloween: Resurrection en 2002, Jamie Lee Curtis est l'héroïne du film d'action Virus (1999), de la comédie Qui a tué Mona ? (2000), du film d'espionnage
Le Tailleur de Panama.
Après Halloween: Resurrection, Jamie Lee Curtis est l'héroïne, aux côtés de Lindsay Lohan de la comédie-carton Freaky Friday - Dans la peau de ma mère (2003), ainsi que dans Un Noël de folie !, l'année suivante.