Родилась 3-го марта 1982-го в небольшом городке в штате Миннесота, США. Ее отец был предпринимателем, семья много переезжала и за свое детство Джессика успела пожить в штатах Техас, Коннектикут, Иллинойс, пока они не осели в Колорадо. В юности будущая актриса училась пению и даже участвовала в различных городских проектах и мюзиклах. В двенадцать лет она приняла участие в конференции Международной Ассоциации моделей и талантов, где на нее обратили внимание модельные агентства. Так Джессика стала моделью для рекламных роликов и публикаций. В тот же период за счет своих вокальных данных она сыграла одну из ключевых ролей в низкобюджетном, так и не вышедшем на экраны мюзикле «Это цифровой мир». Позже были неудачные пробы в различных телевизионных проектах. Но спустя какое-то время ее утвердили на одну из ролей в телевизионном драматическом сериале «Седьмое небо». Сериал, выходивший на телеканале Warner Brothers, стал одним из самых успешных и продержался в эфире одиннадцать лет.
Дебют Джессики Бил на большом экране состоялся в фильме «Золото Ули», где ее напарником по съемочной площадке стал Питер Фонда. За эту роль Джессика получает премию Young Artist Award. В тот же период известная косметическая компания L’Oreal сделала Джекссику Бил лицом брэнда. В 1998-м выходит не особо успешный фильм «Я буду дома к Рождеству», в котором Джессика сыграла одну из основных ролей. И в 2000 году, после неудачного кастинга на роль в фильме «Красота по-американски» Джессика Бил (в попытке отойти от образа «правильной дочки» из сериала) снялась полуобнаженной для обложки журнала Gear, что, конечно же, пришлось не по душе продюсерам сериала. Но они не стали разрывать с ней контракт, а просто сократили ее роль в последующих сериях, отправив ее персонаж на учебу в другой штат. В 2000 году Джессика после посещения частной школы поступила в университет Tufts University в штате Массачусетс. Но ради карьеры она оставила учебу незадолго до получения ученой степени. Так, в 2001-м она играет в фильме «Летние игры», а год спустя в «Правилах секса». Следующими заметными картинами с ее участием становятся «Техасская резня бензопилой», «Блэйд 3: Троица» и «Стелс». Очередным успехом становится и роль в фильме «Иллюзионист», который получит теплые отзывы как критиков, так и зрителей. В том же году выходит драма «Дом храбрых», рассказывающая о солдатах, вернувшихся из Ирака. После исполнения роли в фильме «Пророк» Джессика Бил сыграла вместе с Адамом Сэндлером в комедии «Чак и Ларри: Пожарная свадьба». В 2008-м на экраны вышла остроумная комедия «Легкое поведение», снятая по пьесе Ноэля Кауорда. В том же году Джессика исполнила одну из главных ролей в драме «Окись», а вскоре после этого озвучила одного из персонажей в мультфильме «Планета 51».
В настоящее время Джессика Бил проживает в Лос Анджелесе и собирается выйти замуж за певца и актера Джастина Тимберлейка, с которым их связывают отношения, начавшиеся еще в январе 2007 года. Среди любимых хобби актрис - бег, йога, пешие прогулки в горах, футбол и балет. Также Джесссика занимается благотворительностью.