Nata in una famiglia di origine greca, Jennifer è figlia d'arte: il padre John Aniston è un attore trapiantato negli Stati Uniti (è il Victor Kiriakis della soap opera televisiva I giorni della nostra vita), la madre Nancy Dow è un'attrice ed ex modella di origine italoirlandese, e il suo padrino è Telly Savalas, il noto tenente Kojak. Trascorre un anno della sua infanzia in Grecia, rientrando in America (a New York) quando il padre ottiene una parte nella soap opera Amore di vita nel 1975.
A soli 11 anni Jennifer entra alla Rudolf Steiner School di New York per frequentare la classe di teatro e arti figurative, mentre il Metropolitan Museum of Art di New York espone un suo quadro. All'età di 15 anni si iscrive alla High School for the Performing Arts, sempre a New York, diplomandosi nel 1987. Tra i suoi compagni di classe, Chastity Bono, la figlia di Cher. Dopo il diploma ottiene ruoli in produzioni off-Broadway come For Dear Life al Public Theater di New York dal dicembre 1988 al gennaio 1989, o Dancing on Checkers Grave, ma gli spettacoli non riscuotono molto successo.
Nel 1993 ottenne una parte in Leprechaun. Un po' di tempo dopo si presentò ai provini di una serie televisiva chiamata Friends Like Us, poi nota semplicemente come Friends. Le proposero il ruolo di Monica; dopo l'incontro con i produttori, però, le fu affidato il ruolo di Rachel Green più adatto a lei. Per interpretare questo personaggio fu obbligata a perdere peso.
Nel 2006 Jennifer Aniston ha debuttato nella regia dirigendo insieme ad Andrea Buchanan il cortometraggio intitolato Room 10, ambientato in un pronto soccorso, interpretato da Kris Kristofferson e Robin Wright Penn, e prodotto dalla rivista Glamour, che dal 2005 realizza la serie di corti d'autore Reel Moments tratti da storie reali "sceneggiate" dalle lettrici protagoniste.
Jennifer Aniston e Brad Pitt avevano progettato di girare insieme il film A Mighty Heart sulla vita del giornalista Daniel Pearl (corrispondente dell' American Wall Street Journal rapito da un gruppo integralista islamico in Pakistan nel 2002 e barbaramente ucciso dopo alcuni giorni di prigionia), tratto dalle memorie della moglie Mariane A Mighty Heart: The Brave Life And Death Of My Husband Danny Pearl, ma dopo il divorzio Brad Pitt ci ha lavorato insieme ad Angelina Jolie.