Byla jedinou dcerou Roye Williama Russella (5. leden 1890 – 18. červenec 1937) a Geraldine Jacobiové (2. leden 1891 – 26. prosinec 1986). Její čtyři mladší bratři se jmenují Thomas Ferris Russell (* 16. duben 1924), Kenneth Steven Russell (* 2. září 1925), James Hyatt Russel (* 9. února 1927) a Wallace Jay Russell (* 31. ledna 1929).
Její rodiče pocházeli ze Severní Dakoty. Tři z jejich prarodičů se narodili v Kanadě, zatímco babička z otcovy strany pocházela z Německa. Její rodiče se vzali v roce 1917. Její otec byl bývalý nadporučíkamerické armády pověřený velením a její matka byla bývalá kočovná herečka. V prvních letech manželství žili rodiče v Edmontonu v provincii Alberta v Kanadě. Před jejím narozením se její matka dočasně přestěhovala do Spojených států, aby zajistila, že se stane americkou občankou. Později se rodina přemístila do San Fernando Valley v jižní Kalifornii. V roce 1930 žili v Burbanku a její otec pracoval jako vedoucí kanceláře v pobočce továrny na mýdla.
Matka jí zajistila lekce hry na klavír. Navíc se kromě hudby zajímala o ochotnické divadlo a účinkovala v představeních Van Nuysovy střední školy. Nejdříve chtěla být designérkou, po smrti svého otce se rozhodla pracovat jako recepční. Také působila jako fotomodelka a na přání své matky studovala dramatické herectví, hrála s divadlem Maxe Reinhardta a se slavnou ruskou herečkou Mariou Ouspenskou.
V roce 1940 podepsala sedmiletou smlouvu s filmovýmmagnátemHowardem Hughesem a debutovala ve filmu Psanec (1943), příběhu o Billy Kidovi, který ukazoval její smyslnou postavu. Ačkoliv byl film dokončen v roce 1941, objevil se na plátnech až o dva roky později. Nastaly problémy s cenzurou kvůli způsobu, jakým je ve filmu ukazoval svůj bohatý výstřih. Když film konečně prošel cenzurou, byl uveden v roce 1946. Během tohoto období byla zaneprázdněna publicitou a stala se slavnou osobou.
Spolu s Lanou Turnerovou a Ritou Hayworthovou zosobňovala vzhled smyslné sladké dívky, ačkoliv její míry a výška byly odlišné než u jejích současnic. Vedle tisíců útržků od komiků z rozhlasu, včetně Boba Hopeho, který ji představil jako „dvě a jedinou Jane Russellovou“, její fotografie na stohu sena mračící se se vzpurnou krásou a mladou smyslností, když se její ňadra napínala pod jejími šaty, byla oblíbeným obrázkem pro vojáky v době druhé světové války.
Ačkoliv Psanec nebyl velkolepý western, prodával se dobře. Zdálo se, že Hughes se zajímal pouze o to, aby hrála v jeho filmech a ukazovala pouze svoji smyslnou postavu. Nicméně podle zpráv odmítla nabídku Darryla Zanucka, aby hrála Doňu Solu ve snímku Krev a písek. Do roku 1946 se neobjevila v žádném dalším filmu a až pak hrála pro RKO Joan Kenwoodovou v Young Widow. Ačkoliv její raná filmová tvorba ukazovala jen velice málo z jejího hereckého umění, pomohla jí v kariéře představující veselé, obvykle cynické, tvrdé ženy, často sršící dobrou náladou.
V roce 1947 se pokusila o hudební dráhu. S orchestrem Kaye Kysera natočila singl „As Long As I Live“.
Nadále hrála ve filmu v celé řadě dalších rolí, včetně Kalamity Jane s Bobem Hopem ve filmu Bledá tvář (1948) studia Paramount; a s Mikem Delroyem a Hopem ve filmu Son of Paleface (1952), opět v Paramountu.
Na vrcholu svého komediálního talentu se ocitla svým výkonem ve filmu Páni mají radši blondýnky (1953), kde hrála spolu s Marilyn Monroe pro 20th Century Fox, která se stala jednou z jejich nejpamátnějších rolí. Film byl dobře přijat a ukázal, že je jde o talentovanou herečku.
V produkci společnosti RKO Howarda Hughese ve filmu The French Line (1953) se ukázala v přiléhavých jednodílných plavkách s výkrojky. Hrála zde v provokativním muzikálovém čísle s názvem „Hledání problémů“. Ve své autobiografii uvedla, že odhalující plavky byly alternativou k Hughesovu původnímu návrhu bikin, což by byl pro film v roce 1954 velmi pikantní kostým. Říkala, že původně nosila bikiny před „šokovaným“ filmovým štábem, ale že „se cítila velmi nahá“.
Její výkon ve filmu Pánové se žení s brunetkami, kde hrála po boku Jeanne Crainové, a v dramatu The Revolt of Mamie Stover (1956) předvedl její herecké schopnosti. Ale po filmu The Fuzzy Pink Nightgown (1957), který propadl i v prodeji, se na stříbrném plátně neobjevila po dalších sedm let.
Její další výkon ve filmu byl v Fate Is the Hunter (1964), ve kterém hrála samu sebe pro USO v retrospektivních ukázkách z její minulé filmové tvorby. Poté účinkovala už jen ve čtyřech filmech, v posledních dvou hrála charakterní role.
V roce 1971 zazářila v muzikálovém dramatu Company na Broadwayi, kde nahradila Elainu Stritchovou. Roli Joanne v této hře hrála celkem šest měsíců. Později v 70. letech se začala objevovat v televizních reklamách jako reklamní tvář firmy Playtex.
V roce 1985 napsala a vydala autobiografickou knihu Jane Russell: My Path and My Detours. V roce 1989 získala cenu pro žijící legendy od Mezinárodního ženského centra (WIC).
Byla celkem třikrát provdána. Poprvé za člena haly slávy amerického fotbalu Boba Waterfielda (brali se 24. dubna 1943 – rozvedli se v červenci 1968), podruhé za herce Rogera Barretta (vzali se 25. srpna 1968 – on zemřel 18. listopadu 1968) a naposled za realitního makléře Johna Calvina Peoplese (vzali se 31. ledna 1974 – on zemřel 9. dubna 1999). Spolu s Peoplesem žili několik let v Sedoně v Arizoně, ale zbytek jejich manželství strávili v Montecitu v Kalifornii.
V únoru 1952 adoptovali s Waterfieldem holčičku Tracy. V prosinci 1952 adoptovala patnáctiměsíčního chlapečka Thomase, a v roce 1956 adoptovali spolu s Waterfieldem devítiměsíčního chlapečka Roberta Johna. Ona sama nemohla mít děti a v roce 1955 založila Mezinárodní fond pro světové adopce (WAIF), organizaci, která umísťovala děti do adoptivních rodin a která byla průkopnickou při adopci cizích dětí Američany. Ve své autobiografii z roku 1985 na sebe prozradila, že v 19 letech otěhotněla a podstoupila interrupci, která byla zpackaná tak, že málem zemřela. Poté, co jí doktor na pohotovosti prohlédl, prohlásil: „Který packal Vám to provedl?“ Pak už nemohla otěhotnět. Od té doby zastávala neochvějný životní postoj proti interrupcím.
Ačkoliv její image na plátně byla blízká bohyni sexu, její osobní život postrádal senzace a skandály, které provázely jiné herečky té doby, jako byla např. Lana Turnerová, ačkoliv ve své autobiografii přiznala, že přežila bez zranění dvoje znásilnění, že její první manželství bylo poskvrněno cizoložstvím (na obou stranách) a násilím, a že byla od mládí alkoholičkou. Také odhalila, že byla rozenou křesťankou, což byla jedna z věcí, které jí pomohly přežít.
Na vrcholu své kariéry začala organizovat „Skupinu hollywoodských křesťanů“. Šlo o týdenní studia Bible v jejím domě pořádaná pro křesťany z filmového průmyslu a navštěvovali je některé z největších jmen. Příležitostně se objevila v programu Chvalte pána na Trinity Broadcasting Network, což je křesťanský televizní kanál sídlící v Costa Mesa v Kalifornii.