1946年12月14日、ロンドンのメリルボーン地区生まれ。

1960年代後半にフランスに定住し、その後フランスに帰化した。俳優・女優・監督・脚本家と、多彩な顔を持つ。

1965年にリチャード・レスターの『ナック』で、シャーロット・ランプリング、ジャクリーン・ビセットらともに端役で映画デビュー。この映画音楽を担当していたジョン・バリーと18歳で結婚、長女ケイトを出産したが、その結婚生活は数年で終焉を迎える。

1968年にフランスに渡り、『スローガン』で、フランスで絶大的な人気を誇っていたアーティスト、セルジュ・ゲンズブールと共演。この映画がきっかけとなり、二人は事実婚関係となった。こうして伝説的なカップルが誕生する。翌年には二人のデュエットによる、反社会的な性表現が一世を風靡した問題曲『ジュ・テーム・モワ・ノン・プリュ』(1975年には映画化も)を発表。全英ヒットチャートナンバーワンを記録するものの、全世界的に放送禁止曲になるなど、物議を醸した。併行して、セルジュの巧みなプロデュース力により、ジェーンはヌーディな装いで度々人前に出るなど、性的な関係を全面に打ち出した過激なカップルとしてのイメージを定着させていった。1971年に次女シャルロット・ゲンズブールが誕生するも、度重なるセルジュの酒乱によるDV行動から逃れるように、彼女はセルジュとシャルロットの元を離れることになる。しかしセルジュの晩年には関係を修復し、1991年に彼が病死するまで交流は続いた。

1980年代に入ると、『ラ・ピラート』や『ポネット』のジャック・ドワイヨン監督と事実婚関係となり、三女ルーが生まれる。ドワイヨンは、ジェーンとの関係をモデルにしたとされている『愛されすぎて』(1992)を、シャルロット・ゲンズブールとイヴァン・アタルを主演に迎えて発表。この映画の内容をめぐって二人の関係は悪化、ジェーンはドワイヨンの元を去っていった。一方、シャルロットとイヴァンはこの作品の前後に親交を深め、現在に至るまでパートナー関係を継続している。

この頃から彼女はセルジュとのレパートリーを中心に音楽活動にも力を入れ始め、またそのイメージも白いシャツにジーンズ、コンバースのシューズといったシンプルでナチュラルなスタイルに転じていった。このスタイルが日本のファッション誌にも頻繁に取り上げられるようになると、同時にジェーンのライフスタイルにまで関心が高まり、日本での人気も定着していった。

ジェーンは大の親日家としても知られ、コンサートや映画のプロモーションだけでなく、プライベートでも頻繁に日本を訪れ、東日本大震災の時はわずか20数日後に被災地に慰問に訪れている。2018年には春の叙勲で旭日小綬章を受賞。

1998年には白血病と診断され、2013年には再発が伝えられた。ちょうどこの頃、長女のケイトが自宅の庭で転落死しているところが発見された。2022年にはフランスのメディアに軽い脳卒中にかかっていることを告白。この前後から長い休業に入る。2023年に入ると、3月には本作がドキュメンタリー作品賞にノミネートされていたセザール賞に、シャルロット・ゲンズブール、孫娘のアリスと共に久しぶりに公の前に姿を現した。しかしその様子は決して病を克服した人物とは明らかに印象を異にするものだった。その後6月に予定されていたパリ・オリンピア劇場でのコンサートをキャンセル。他の都市で予定されていた公演も全て取りやめとなっている。世界のファンやメディアからは、ジェーンの病状を案じ、早い復帰を望む声が高まっている。