Jeanne Herry fait ses premières armes dans une école de théâtre à Londres. Elle décroche une place au Conservatoire National Supérieur d’Art Dramatique et fait sa première apparition en tant qu’actrice dans Milou en mai (1990) de Louis Malle. Elle joue dans les séries Maigret et Clara Sheller avant de se tourner vers la mise en scène et l’écriture.
En 2005, elle publie son premier roman, 80 étés, puis signe le scénario de Elle l’adore (2014), qui lui vaut une nomination aux César. En 2016, elle réalise pour la série Dix pour cent et met en scène L'or et la paille.
Son film Pupille (2018) sur lequel elle collabore avec le compositeur Pascal Sangla récolte six nominations aux Césars. En 2019, elle adapte la série Fleabag en version française. En 2023, son drame Je verrais toujours vos visages remporte le César des lycéens et le César de la meilleure actrice dans un second rôle pour Adèle Exarchopoulos.