Nació el 20 de abril de 1949 en Cloquet, Minnesota (Estados Unidos) Su nombre completo es Jessica Phyllis Lange.
Debido a la profesión de su padre, Al Lange, que era representante de comercio, Jessica no paró de mudarse de casa durante su infancia.
Tras acabar en el instituto, logró una beca para irse a estudiar arte en la Universidad de Minnesota. Después de estar dos cursos en la universidad empapándose del ambiente hippie de finales de la década de los 60, se trasladó a París, en donde asistió a clases de interpretación.
En 1992, debutó en Broadway al lado de Alec Baldwin en la adaptación de Tennessee Williams de A Streetcar Named Desire.
Otra de sus películas más significativas fue el remake de «El cartero siempre llama dos veces» (1980) donde tuvo como compañero a Jack Nicholson y fue el largometraje que supuso su verdadero espaldarazo.
Estuvo unida sentimentalmente al bailarín Mikhail Baryshnikov con el que tuvo su primera hija. Posteriormente se unión a Sam Shepard, escritor, actor y director teatral con el que trabajó en «Country» (1984, él fue el director de la película) y con el que ha tenido su segundo hijo.
