Jennifer Lee Morrow, de son vrai nom, est la fille de l'acteur
Vic Morrow et de l'actrice et scénariste Barbara Turner, qui divorceront deux ans après sa naissance. Elle est également la soeur cadette de Carrie Ann Morrow (née en 1958) et demi-soeur de Mina Badie.
Elle débute sa carrière cinématographique en 1973 sous la direction de son beau-père, le réalisateur Reza Badiyi dans Death of the Stranger (Tod eines Fremden), suivi de plusieurs apparitions dans des séries télévisées ou téléfilms comme Baretta, suivi d'un rôle dans la série Young Runaways, produite par Disney.
Mais c'est dans les années 1980 qu'elle va se faire un nom. Après avoir incarné une jeune sourde et muette dans le slasher Appel au meurtre, abandonnant pour le coup ses études, c'est avec la comédie Ça chauffe à Rigdemont, partageant la vedette avec
Sean Penn,
Phoebe Cates,
Forest Whitaker,
Nicolas Cage et
Eric Stoltz et le téléfilm The Best Little Girl in the World, qu'elle se fait connaître du grand public.
Connue pour incarner des personnages fragiles, névrotiques et sinistres, elle enchaîne les tournages, étant une jeune princesse dans le film d'aventure
La Chair et le Sang, une jeune serveuse dans le thriller
Hitcher et une dépressive dans Heart of Midnight.
En 1990, elle remporte le New York Film Critics Circle Award et le Boston Society of Film Critics Award de la meilleure actrice dans un second rôle pour Dernière sortie pour Brooklyn et Miami Blues, lui apportant la consécration professionnelle. L'année suivante, elle est consacrée définitivement avec le succès du film
Backdraft, de
Ron Howard.
Devenant une actrice incontournable durant les années 1990, elle tourne avec les plus grands réalisateurs du moments comme
Robert Altman dans
Short Cuts, les frères Coen dans
Le Grand Saut et
David Cronenberg dans
eXistenZ. Elle adopte des rôles de femmes manipulatrices ou glaciales, comme le prouve
J.F. partagerait appartement, où elle incarne une sociopathe.
Durant cette même décennie, elle tourne des films dramatiques comme
Dolores Claiborne, adapté d'un roman de
Stephen King et
Mrs Parker et le cercle vicieux, reçevant un bon accueil du milieu indépendant pour son rôle.
Membre du jury au Festival de Venise en 2000, elle écrit, produit et réalise en collaboration avec
Alan Cumming la comédie indépendante The Anniversary Party, dans lequel elle joue. Le film est bien reçu de la part des critiques. En 2002, elle est l'épouse de
Tom Hanks dans le polar
Les Sentiers de la perdition, s'illustre l'année suivante dans le thriller
In the Cut, de
Jane Campion, au côté de
Meg Ryan et incarne une prostituée dans
The Machinist, partageant la vedette avec
Christian Bale.
En 2005, elle est récompensée d'un Genie Award pour sa prestation de mère manipulatrice dans la comédie Childstar, puis incarne un médecin dans le thriller fantastique
The Jacket. Deux ans plus tard, elle tourne pour la première fois sous la direction de son époux
Noah Baumbach dans la comédie dramatique
Margot va au mariage, incarnant la soeur de
Nicole Kidman. Elle continue à tourner des comédies dramatiques comme Syndecoche, New York et Greenberg, seconde collaboration avec
Noah Baumbach, pour lequel elle contribue à le produire et à le co-écrire.
Jennifer est mariée avec
Noah Baumbach depuis le 4 septembre 2005.