Jennifer Connelly 10 yaşındayken modellik yapmıştır. Connelly, kısa sürede dikkatleri çekti ve aranan modeller arasında girdi. Yale Üniversite’sinde oyunculuk eğitimi alan Jennifer Connelly, reklam filmleri ve kliplerde yer almaya başladı. 1984 yılında yönetmenliğini Sergio Leone’nin üstlendiği "Once Upon A Time İn America" filmi ile sinema dünyasına adım attı. Roy London, Howard Fine ve Harold Guskin’den gibi isimlerden ders alan Jennifer, Labyrinth, Higher Learning, A Requiem for a Dream gibi yapımlarda yer aldı. 2001 yılında ise yönetmenliğini Ron Howard üstlendiği "A Beautiful Mind" filminde Russell Crowe’la birlikte başrolde yer aldı. Filmde Alicia Nash karakterini canlandıran sanatçı, sergilediği başarılı performansla 59. Altın Küre Ödüllerinde En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu ödülünün ve 2002 yılında En İyi Yardımcı Kadın Oyucu dalında Oscar’ın sahibi oldu. Jennifer Connelly ayrıca, “Only the Brave”, “Blood Diamond”, “House of Sand and Fog”, “Little Children”, “Aloft” gibi filmlerde yer aldı.