Jennifer Lynn Connelly s-a născut pe 12 decembrie 1970 în Catskill Mountains, New York. Deși a început să joace în filme în adolescență, de exemplu în Once Upon a Time in America, Labyrinth și Career Opportunities, ea a obținut laude pentru rolul din drama Requiem for a Dream (2000) și în 2001 pentru filmul A Beautiful Mind, care i-a adus premiul Oscar pentru Cea mai bună actriță în rol secundar și, de asemenea, premiile BAFTA și Globul de aur.
Faima lui Connelly a venit cu Requiem for a Dream (2000). Connelly a jucat alături de Jared Leto și Marlon Wayans rolurile unor tineri dependenți de droguri. Filmul a fost regizat de Darren Aronofsky și prezentat la Festivalul de la Cannes în afara competiției.
Următorul ei rol a fost în filmul A Beautiful Mind (2001) în rolul lui Alicia Nash, soția îndurerată a matematicianului schizofrenic și genial John Forbes Nash, Jr. (jucat de Russell Crowe). În 2003 a jucat alături de Eric Bana în Hulk, adaptarea după benzile desenate cu eroul verde și în drama House of Sand and Fog, alături de Sir Ben Kingsley. În 2005 a jucat în horror-ul Dark Water, un remake după un film japonez. În 2006 a jucat alături de Leonardo DiCaprio și Djimon Hounsou în drama Blood Diamond, iar în 2007 a jucat în Reservation Road cu Joaquin Phoenix. Connelly a jucat alături de Keanu Reeves în 2008 în The Day The Earth Stood Still.
Filmele în care a apărut în 2009 sunt He's Just Not That Into You, Creation, American Pastoral, iar în 2010 pregateste The Ice at the Bottom of the World.
În plan personal, Jennifer a avut o relație cu fotograful David Dugan. Au un fiu, Kai Dugan. Cu actorul Paul Bettany este căsătorită din 2003 și în prezent. Au doi copii: Stellan Bettany și Agnes Bettany. Actrița a revenit în activitate la zece luni după ce s-a născut Agnes pentru a începe filmările la Stuck in Love (2012). Din 2019 locuiește în Brooklyn, New York, la patru străzi distanță de locul unde a crescut și unde copiii ei au urmat școala.
