Джессика Клэр Бил родилась 3 марта 1982 года в небольшом городке Эли, штат Миннесота. Ее мать, Кимберли Бил, домохозяйка и духовный целитель, отец, Джонатан Бил, имеет собственный бизнес и является консультантом по международному бизнесу. У Джессики есть младший брат Джастин. Бил имеет немецкие, французские, английские и индейские корни.

С детства Джессика занималась вокалом и участвовала в городских музыкальных постановках. Она выступала в главных ролях в таких мюзиклах как «Энни», «Звуки музыки», «Красавица и чудовище». В 12 лет, после участия в конференции Международной Ассоциации моделей и талантов, Джессика Бил была замечена модельным агентством, которое заключило с ней контракт. Бил можно было увидеть в журналах и рекламе.

Первую роль в большом кино Джессика Бил сыграла в драме «Ulee's Gold» (1997), получив за роль бунтарки-гота премию Young Artist Award. Пробовалась в фильм «Красота по-американски», однако роль досталась Торе Бирч. После Джессика снялась в фильмах «Summer Catch» (2001), «Правила секса» (2002), «Техасская резня бензопилой» (2003), «Блэйд: троица» (2003), «Стелс» (2004) и др.

Второй этап карьеры Бил начался в 2006 году с фильма «Иллюзионист». Именно эта роль считается прорывной для Джессики, после нее о ней заговорили как о «серьезной актрисе», она начала сниматься с самыми известными актерами. Получив две премии за «Иллюзиониста», Бил прошла пробы в фильм «Пророк» (2007) с Николасом Кейджем и Джулианной Мур, затем сыграла в картинах: «Чак и Ларри: пожарная свадьба» (2007) с Адамом Сэндлером и Кевином Джеймсом, «Легкое поведение» (2008) с Кристин Скотт Томас и Колином Фертом, «Окись» (2009) с Форестом Уитакером, Реем Лиоттой и Патриком Суэйзи и т.д.

В 2010 году Джессика Биель сыграла в фильме «День Святого Валентина», в котором кроме нее снялись такие звезды как Джессика Альба, Эштон Кутчер и Джулия Робертс.

Затем последовали главные роли в фильмах «Старый Новый год» (2011), «Мужчина нарасхват», «Вспомнить всё» и «Верзила» (все вышли в 2012 году).

В 2013 году Джессика вместе с Каей Скоделарио снялась в драматической картине «Эмануэль и правда о рыбах».

В феврале 2015 года с ее участием вышла комедийная мелодрама «Любовная загвоздка», где вместе с ней также снялись Джейк Джилленхол, Кэтрин Кинер, Трэйси Морган и Джеймс Марсден.