Джейн родилась 14 декабря 1946 года в Лондоне. Ее родителями были Дэвид Биркин, офицер Королевского военно-морского флота, и Джуди Гэмбл, комедийная актриса. Джейн закончила Китайскую школу на острове Уайт.

Впервые попробовала себя в качестве актрисы уже в 17-летнем возрасте, сыграв глухонемую в постановке «Carving a Statue» Грэма Грина на сцене лондонского театра Haymarket Theater. Вокальный дебют Джейн Биркин состоялся в мюзикле “Passion Flower Hotel” в 1964 году. В это же время она знакомится с композитором Джоном Барри.

В 1965 года Джейн выходит замуж за Джона Барри, и в 1967 году от этого брака рождается дочь Кейт Барри, ныне известная как фотограф знаменитостей. Однако союз Джейн и Джона был недолог – в 1968 году они разводятся, и Джейн вместе с дочерью уезжают в Париж.

Карьера

В 20-летнем возрасте Джейн привлекла к себе внимание широкой публики, снявшись в фильме Микеланджело Антониони «Фотоувеличение». В 1967 году фильм получил “Золотую пальмовую ветвь” Каннского фестиваля. Следующим ее фильмом стал «Слоган», во время работы над которым она познакомилась с Сержем Генсбуром. Так появилась одна из самых модных и скандальных пар того времени. В 1969 году они выпускают совместный сингл «Je t’aime… moi non plus» («Я тебя люблю… Я тебя тоже нет»), в финале которого Биркин начинала стонать, а затем имитировать оргазм. Несмотря на то, что этот трек стал самой продаваемой песней во Франции 1969 году, он был запрещен на радиостанциях Италии, Испании и Великобритании.

В 1971 Джейн записала несколько бэк-вокалов для треков в новом альбоме Сержа Генсбура «Histoire de Melody Nelson». В этом же году у пары Серж и Джейн появляется дочь Шарлотта Генсбур (сегодня успешная актриса). А в 1973 году Биркин выпускает свой собственный сольный диск «Di Doo Dah".

В 1973 году Джейн снялась вместе с бывшей музой Сержа Генсбура Брижит Бардо в фильме «Дон Жуан 73» (режиссёр Роже Вадим, первый муж Брижит Бардо).

В 1975 году актриса снялась в первом сольном фильме своего мужа Сержа «Je t’aime… moi non plus» («Я тебя люблю, я тебя больше нет»). За главную роль в фильме Джейн была номинирована на премию Cesar как лучшая актриса.

С середины 1970-х годов Биркин больше внимания уделяла своей карьере как певицы, чем актрисы: она выпустила альбомы “Lolita Go Home” (1975 г.) и “Ex-fan des sixties” (1978 г.).

За все время совместной жизни с Сержем Генсбуром Джейн снялась более, чем в десяти фильмах и выпустила четыре сольных альбома. Незадолго до разрыва со своим вторым мужем, она снимается в картине «Блудная дочь» режиссера Жака Дуайона, который вскоре становится ее новым избранником. И в 1982 году от этого союза рождается Лу Дуайон (известная модель и актриса).

В 1990-е годы, кроме съёмок в кино, записи новых альбомов и постоянных выступлений, Джейн посвятила себя социальной работе. Она участвует в программах, направленных против СПИДа, ездит в Боснию и снимает фильм о филиппинской политзаключённой.

9 сентября 2004 года ей был вручен Национальный орден «За заслуги" (L’Ordre national du Mérite).

После своего возвращения в театр («Théâtre des Amandiers») в 2007 году в Каннах она представила свой первый полнометражный фильм «Boxes» («Коробки»).