Жанна Трофимовна родилась 11 мая 1940 года в Полтаве (Украина). Ее отец был родом из Витебска и погиб на фронте через три месяца после начала войны. По окончании эвакуации Прохоренко вместе с мамой переехала в Ленинград. Уже в те годы юная Жанна посещала кружок актерского мастерства при городском дворце пионеров им. Жданова. В период с 1957 по 1959 годы Прохоренко училась в Школе-студии МХАТ. Во время учебы она играла в спектакле «В добрый час», а ее партнером на сцене стал молодой Олег Табаков.
В 1959 году состоялся дебют Прохоренко в кино: роль Шуры в военном фильме Григория Чухрая «Баллада о солдате». Картина поведала миру историю молодого бойца, спешащего домой, к матери, в перерыве между военными действиями. Споиском исполнителя мужской роли сложностей не возникло: им без долгих метаний был выбран студент ВГИКа Владимир Ивашов. А вот на роль Шуры Чухрай искал актрису необычную, способную отразить и некую общность с женщинами той эпохи, и одновременно яркую индивидуальность. В результате режиссер утвердил неопытную Прохоренко, пришедшую на пробы для участия в массовке. «Баллада о солдате» покорила весь мир. Картина была удостоена двух призов на фестивале в Сан-Франциско, премии BAFTAи номинации на премию «Оскар» за лучший сценарий. Всего кинолента завоевала за рубежом 101 награду и сразу вошла в «золотой фонд» мирового киноискусства.
Во время съемок «Баллады» Прохоренко пришлось перевестись из Школы-студии МХАТ во ВГИК, в мастерскую Сергея Герасимова и Тамары Макаровой. Через два года на экраны вышла вторая работа Жанны, драма Юлия Райзмана «А если это любовь?». Коллегами актрисы на съемочной площадке стали Игорь Пушкарев, а также дебютанты Евгений Миронов и Евгений Жариков. В тот же период Жанна Прохоренко вышла замуж за режиссера Евгения Васильева. В 1961 году у них родилась дочь Екатерина, будущая актриса. Прохоренко оставила первого мужа, когда в ее жизни появился Артур Макаров, писатель и сценарист («Новые приключения неуловимых», «Колье Шарлотты»), приемный сын ее преподавателей – Герасимова и Макаровой. Их роман продлился вплоть до трагедии 1995 года, когда Артура Сергеевича нашли убитым в квартире Жанны. Мотивом для убийства, предположительно, стала предпринимательская деятельность Макарова, но преступление так и не раскрыли.
За свой многолетний творческий путь Жанна Тимофеевна исполнила порядка пятидесяти ролей в кино. Однако ни одна из них не смогла затмить оглушительный дебют.
