Jennifer Marie Morrison est née le 12 avril 1979 à Chicago dans l'Illinois. Son père, David, était enseignant et proviseur de son lycée. Elle a une soeur, Julia Kay, et un frère Daniel. Sa mère, Judy est professeur de clarinette.
Elle débute sa carrière très tôt comme enfant-mannequin, en particulier dans des publicités pour Rice Krispies, JC Penney, Montgomery Ward et Mondos. Elle apparait pour la première fois, à l'âge de 10 ans, dans Sport illustrated for kids en compagnie de
Michael Jordan.
Elle s'était fiancée à
Jesse Spencer le 23 décembre 2006 au sommet de la Tour Eiffel. Les fiançailles ont été annoncées début 2007 mais ont été rompues en août 2007.
Elle fréquente actuellement l'acteur Amaury Nolasco, alias Sucre dans Prison break.
Elle décroche son premier rôle à quinze ans dans le film Intersection, reprise du film
Les Choses de la vie de
Claude Sautet, où elle interprète la fille de
Richard Gere et de
Sharon Stone. Elle décroche ensuite un petit rôle dans le film Stir of Echoes.
Elle obtient son premier grand rôle dans le film Urban Legend 2 : Coup de grâce, puis joue dans Grind, dans Surviving Christmas et dans Mr. & Mrs. Smith.
Elle apparaît dans le jeu vidéo Command & Conquer 3 : les Guerres du Tiberium en tant que Lieutenant Kirce James dans la campagne du GDI, aux côtés de
Michael Ironside.
Elle joue dans
Dr House depuis 2004. En septembre 2009, on apprend qu'elle ne sera pas présente au casting de la saison 7 de la série à la suite d'une décision artistique de la production. Cependant, son personnage ne devrait pas mourir laissant ainsi la place à une possible réapparition dans le futur.
En 2010, elle apparaît dans la saison 6 de How I Met Your Mother dans le rôle de Zoey.