Jennifer Morrison est née le 12 avril 1979 à Chicago (Illinois, USA), d'un père proviseur de lycée et d'une mère professeur de clarinette. Elle a un frère et une sœur. Enfant mannequin, elle apparaît dans diverses publicités et tourne même aux côtés du célèbre basketteur Michael Jordan à l'âge de 10 ans.
Son premier rôle au cinéma, elle l'obtient dans le film
Intersection de Mark Rydell (1994), où elle joue la fille de Richard Gere et Sharon Stone. Elle décroche son premier grand rôle six ans plus tard dans le slasher pour adolescents
Urban Legend 2 : coup de grâce de John Ottman.
Elle apparaît alors de plus en plus souvent dans des séries TV, notamment
Dawson, avant d'intégrer le casting du show qui lui permet de se faire véritablement connaître,
Dr House. Elle y incarne le docteur Allison Cameron à partir de 2004.
Le public l'aperçoit à nouveau au cinéma dans
Mr & Mrs Smith de Doug Liman (2005) avec Angelina Jolie et Brad Pitt. En 2009, l'actrice joue dans le
Star Trek de J.J. Abrams et elle incarne par la suite un personnage dans la série
How I Met Your Mother.
Jennifer Morrison a été fiancée avec le comédien Jesse Spencer (qui joue le docteur Robert Chase dans la série
Dr House), mais ils sont séparés depuis août 2007. On lui prête une idylle avec l'acteur Amaury Nolasco (l'interprète de Sucre dans la série
Prison Break).