Родился 5 октября 1983 в Нью-Йорке. Его отец до эмиграции из Польши руководил клиникой, а в США стал профессором колледжа, мать долгое время была профессиональной клоунессой. С десяти лет Джесси стал играть в школьных театральных постановках. Другим его увлечением была игра на ударной установке. У Джесси есть две сестры, одна из которых Халли Кейт Айзенберг также стала актрисой, при этом она младше брата на девять лет, а играть начала с шести лет, снявшись уже в достаточно большом количестве фильмов. Для самого Джесси первой серьезной ролью стало участие во вне-Бродвейской постановке «The Gathering» в 1996-м году. В тот же период он входил в состав музыкальной группы The Broadway Kids. Дебютом на экране для Джесси должен был стать в 1999-м году сериал «Будь собой», который в итоге так и не вышел в эфир. Но уже через пару лет, ещё учась в старших классах, он сыграл одну из главных ролей в фильме «Любимец женщин», получив премию, как самый многообещающий актер на кинофестивале в Сан-Диего. На съемках этого фильма состоялся и первый поцелуй для Джесси. В тот же период с его участием вышли фантастический фильм «Молния: Огонь с небес» и драма «Императорский клуб».
После окончания учебы в школе Айзенберг поступил в университет «Новая школа» в Нью-Йорке на факультет гуманитарных наук, при этом сперва он думал поступать в Нью-Йоркский университет, но не смог из-за съемок. В последующие годы он сыграл в целом ряде фильмов, среди которых триллер «Таинственный лес», фильм ужасов «Оборотни» и драма «Кальмар и кит», за роль в которой Джесси получил множество положительных отзывов критиков. Особенно продуктивным для Айзенберга стал 2007-ой год, тогда вышли драмы «Образование Чарли Бэнкса» и «Каждый день, как дождь», комедия «Живущий след», а также картина «Охота Ханта» с Ричардом Гиром и Терренсом Ховардом в главных ролях. Вскоре свет увидели такие ленты с участием Джесси как комедийная мелодрама «Парк культуры и отдыха», получивший высокие оценки критиков фильм «Добро пожаловать в Zомбилэнд», мелодрама «Сексоголик» с Майклом Дугласом в главной роли, драма «Святые роллеры», где Джесси сыграл вместе со своей сестрой и фильм ужасов «Лагерь надежды».
Но действительно большая известность пришла к Айзенбергу благодаря роли основателя социальной сети Facebook Марка Цукерберга в биографической драме Дэвида Финчера «Социальная сеть», вышедшей в 2010-м году. За эту роль Джесси был номинирован на премии «Оскар» и «Золотой глобус». В 2011-м году он озвучил одного из персонажей в мультфильме «Рио». А последними работами актера стали ленты «Успеть за 30 минут», «Си-бемоль-кокос» и фильм Вуди Аллена «Римские приключения», отмеченный звездным актерским составом.
Также Джесси Айзенберг пишет сценарии к пьесам и сочиняет музыку, в свободное время он любит кататься на велосипеде по Нью-Йорку.
