Diplômée de l'Université de l'Oklahoma, Jeanne Tripplehorn débute comme animatrice radio et présentatrice de télévision, avant de rejoindre le casting du téléfilm The Perfect tribute en 1991 aux côtés de Lukas Haas : cette petite expérience la pousse à devenir comédienne de cinéma. Elle y fera d'ailleurs des débuts fracassants, puisqu'elle joue l'année suivante la psychologue Beth Gardner, brune fatale de Basic instinct, puis enchaîne avec La Firme en interprétant l'ingénieuse épouse de Tom Cruise. Elle est enfin le personnage féminin principal de Waterworld en 1995, avant que la fin de sa liaison avec l'acteur Ben Stiller ne l'éloigne quelques temps des plateaux.

L'actrice américaine revient discrètement en 1998 grâce à la comédie acide Very bad things, avant de jouer la petite amie institutrice de Hugh Grant dans Mickey les yeux bleus (1999). Elle retrouve un rôle torturé grâce à Mike Figgis et son expérimental Time Code, où elle joue une gangster lesbienne. Elle incarne enfin une bourgeoise, meilleure amie du personnage de Madonna dans A la dérive en 2003.