Ses deux parents sont nés au Dakota du Nord et se marièrent en 1917. Trois de ses grands parents sont nés au Canada, alors que sa grand-mère maternelle est née en Allemagne. Son père était lieutenant de l'armée américaine et sa mère actrice dans une troupe ambulante. Alors que Jane était enfant, ils déménagèrent temporairement au Canada, puis dans la vallée de San Fernando en Californie du Sud. Ils vécurent en 1930 à Burbank, son père travaillait alors comme directeur d'une manufacture de savon.
La mère de Jane s'occupait de lui trouver des leçons de piano. En plus de la musique elle aimait le théâtre et participait à des mises en scène au lycée Van Nuys High School. À ses débuts elle voulait devenir designer, à la mort de son père, à 46 ans, elle se décida à travailler comme réceptionniste. Elle fit aussi modèle dans la photo, et sous l'insistance de sa mère étudia l'art dramatique avec la troupe Max Reinhardt dont faisait partie la célèbre actrice russe Maria Ouspenskaïa
En 1940, Jane Russell signa un contrat de sept ans avec le millionnaire Howard Hughes et fit ses grands débuts dans Le Banni (The Outlaw) en 1943, où son visage somptueux fut remarqué. Bien que le film fut tourné en 1941, il ne fut diffusé que deux ans plus tard, pour un public limité, en raison de la censure qui trouvait sa merveilleuse poitrine un peu trop avantageusement filmée. Lorsque le film fut enfin autorisé, il fut diffusé au grand public en 1946. À ce moment-là, l'actrice tournait des publicités et devint célèbre. Contrairement à ce que dirent régulièrement les média de l'époque et ce qu'ils disent toujours aujourd'hui, lors du tournage de Le Banni, Jane ne portait pas de sous-vêtements destinés à mettre sa poitrine en valeur, alors qu'Howard Hughes en avait spécialement fait faire pour ce film, une grande première ! Dans son autobiographie publiée en 1988 elle affirme que le soutien-gorge d'Howard Hughes n'était pas de tout confortable et qu'elle préférait tourner avec le sien, les bretelles tombantes.
Aux côtés de
Lana Turner et
Rita Hayworth, Jane Russell épousait de mieux en mieux son style sensuel, profitant de ses mesures avantageuses 90D-61-91 (38D-24-36 en mensurations US) pour 1m70. Malgré les milliers de railleries venant de la radio, des comédiens, dont
Bob Hope qui la présentaient comme « the two and only Jane Russell », ses photos assombries sur fond de botte de foin, sa jeunesse, sa sensualité, sa poitrine, ses corsages et sa beauté en firent une des pin-ups favorites des forces armées américaines lors de la Seconde Guerre mondiale.
Bien que Le Banni ne fût pas un western spectaculaire, il eut les honneurs du box office. Le seul intérêt d'Howard Hughes était sa nouvelle recrue, le film était la vitrine de son incroyable visage. Elle refusa par la suite de jouer Doña Sol dans Arènes sanglantes (Blood and sand) de
Darryl F. Zanuck. Elle ne tourna pas d'autre film jusqu'en 1946, où elle joua Joan Kenwood dans L'Esclave du souvenir (Young Widow) pour la RKO Pictures. Bien que ses premiers films ne fussent pas d'une grande aide pour montrer son jeu d'actrice, ils ont aidé à orienter sa carrière vers l'élégance, souvent le cynique, avec une attitude toutefois familière.
En 1947, Jane Russell tenta de se lancer dans une carrière musicale, elle enregistra un disque avec l'orchestre de Kay Kyser : As Long As I Live.
Elle joua avec talent de nombreux rôles, dont Calamity Jane aux côtés de
Bob Hope dans Visage pâle (The Pale face) (1948) et avec Mike Delroy dans Le Fils de visage pâle (Son of Paleface) (1952), le tout sous contrat avec la Paramount Pictures.
Jane Russell était au sommet de sa carrière comique avec le rôle de Dorothy Shaw dans Les hommes préfèrent les blondes (1953) avec notamment
Marilyn Monroe, à la
20th Century Fox, probablement son meilleur rôle. Le film eut et a toujours un énorme succès et la révéla comme actrice de talent.
Elle apparut dans deux films aux côtés de
Robert Mitchum :
Fini de rire (His kind of woman) (1951) et Le Paradis des mauvais garçons (Macao) (1952). D'autres grandes stars furent à ses côtés :
Frank Sinatra et
Groucho Marx dans la comédie Une veine de ... (Double dynamite) (1951);
Victor Mature,
Vincent Price et
Hoagy Carmichael dans Scandale à Las Vegas (The Las vegas story) (1952) ; Jeff Chandler dans La Muraille d'or (Foxfire) (1955) ;
Clark Gable et
Robert Ryan dans
Les Implacables (The Tall man) (1955).
La production d'Howard Hughes French line (The french line) (1954) montre Jane Russell pour l'une des dernières fois dans un maillot de bain une pièce, avec une coupe toutefois stratégique, dont elle tirait avantage en exécutant un numéro provocateur intitulé "Lookin' for Trouble". Dans son autobiographie, Jane révèle que ce maillot de bain n'était qu'une alternative à la suggestion initiale d'Howard Hughes qu'était le bikini, un choix osé pour un film de 1954 ! L'actrice affirme avoir initialement porté le bikini devant les techniciens alors « horrifiés », tout en se sentant très dénudée...
Avec son premier mari, ancien quarterback au football américain, Bob Waterfield, ils fondèrent Russ-Field productions en 1955. Ils produisirent Les hommes épousent les brunes (Gentlemen marry brunettes) (1955),
Le Roi et quatre reines (The King and Four Queens) (1956) avec
Clark Gable et
Eleanor Parker, Run for the Sun (1956) et The Fuzzy Pink Nightgown (1957).
Ses apparitions dans Les hommes épousent les brunes avec
Jeanne Crain et dans le drame
Bungalow pour femmes (The Revolt of Mamie Stover) (1956) mirent en valeur son jeu d'actrice. Cependant suite à Kidnapping en dentelles (The Fuzzy pink night gown) (1957) qui ne tint pas le haut de l'affiche, elle n'apparut plus à l'écran pendant sept ans.
En octobre 1957, elle commença un numéro dans un célèbre nightclub de Las Vegas, le Sands Hotel. Elle signa par la suite des tournées aux États-Unis, au Canada, au Mexique, en Amérique du Sud et en Europe.
À l'été 1961, elle fit ses débuts dans Janus. À la fin de l'année elle se produisait à Chicago au Drury Lane Theatre. En novembre 1962 elle était à l'affiche de Bells Are Ringing à New York.
Le film qui suivit fut Fate Is the Hunter (1964), dans lequel elle jouait son propre rôle. Seuls quatre autres films suivront.
En 1971, elle joue dans la comédie musicale Company on Broadway où elle remplace
Elaine Stritch.
En 1985 elle écrit son autobiographie : Jane Russell: My Path and My Detours. En 1989 elle reçoit le Women's International Center (WIC) Living Legacy Award.
Ses empreintes de pieds et de mains sont immortalisées sur le parvis du Grauman's Chinese Theatre; elle a d'autre part une étoile au Hall of Fame d'Hollywood, au 6850 Hollywood Boulevard.
Renee Henderson en 2001 fit un portrait de Jane Russell dans la série Blonde, tirée de la nouvelle de Joyce Carol Oates.
Jane Russell eut trois maris, Robert Bob Waterfield un ancien joueur de football américain, entré au Hall of Fame (mariés le 24 avril 1943, divorcés en juillet 1968), l'acteur Roger Barrett (mariés le 25 août 1968, décédé le 18 novembre 1968) et l'agent immobilier John Calvin Peoples (mariés le 31 janvier 1974, décédé le 9 août 1999). Ces derniers vécurent à Sedona en Arizona.
En février 1952, le couple adopta une petite fille, Tracy. En 1952 ils adoptèrent un bébé de 15 mois, Thomas et en 1956 ce fut un bébé de neuf mois, Robert John. Jane Russell ne pouvait pas avoir d'enfants. En 1955 elle fonda la World Adoption International Fund (WAIF), une organisation chargée de placer les enfants dans les familles, qui fit beaucoup pour l'adoption d'enfants étrangers par les Américains. Dans son autobiographie de 1985, l'actrice révèle qu'elle fut enceinte à l'âge de 19 ans. S'ensuivit un avortement illégal, qui fut si mal mené que sa vie fut en danger quelques jours. En l'examinant aux urgences de l'hôpital, le médecin s'exclama « quel boucher vous a fait ça !? ». Après ces événements, Jane Russell fut incapable d'enfanter. Elle milita alors contre l'avortement.
Bien que son image à l'écran fût celle d'une pin-up provocante, sa vie privée ne connaissait pas de scandales comme certaines autres actrices de cette époque (
Lana Turner par exemple). Dans son autobiographie elle dit avoir survécu à deux tentatives de viol, sans traumatisme. Elle affirme aussi que son premier mariage fut détruit par des soupçons d'adultère (des deux côtés) et la violence, qu'elle était alcoolique dès son adolescence. En outre elle révèle que la religion chrétienne l'a aidée à se régénérer.
Au sommet de sa carrière, Jane Russell fonda le Hollywood Christian Group, qui se rassemblait une fois par semaine pour étudier la Bible, chez elle. De grandes célébrités s'y rendirent. Jane Russell était républicaine engagée, elle participa à la campagne et à l'élection d'Eisenhower aux côtés de
Lou Costello,
Dick Powell,
June Allyson,
Anita Louise,
Louella Parsons et d'autres conservateurs.