Jennifer Love Hewitt a dès son enfance été poussé par sa mère afin qu'elle devienne une grande artiste. Première scène à trois ans, cours de danse, de théâtre, de chant et de claquettes à cinq, elle rejoint une petite troupe, la Texas Show Team, qui entame une tournée jusqu'en Russie. Souhaitant devenir actrice, la jeune fille court les castings mais ne décroche que des figurations dans des spots publicitaires. A force de persévérance, elle devient présentatrice d'une émission pour Disney Channel et décroche grâce à ses performances vocales son premier rôle au cinéma à 13 ans dans Sister Act 2 (1993), où elle joue l'une des élèves de la classe dirigée par Whoopi Goldberg.

Mais c'est vraisemblablement les malheurs de la famille Salinger de La Vie à cinq qui permettent à la comédienne de devenir célèbre. Rejoignant la série en 1995, elle joue pendant quatre ans Sarah, une fille courageuse qui cherche à sortir à tout prix de sa situation modeste. Au cinéma, elle suit l'exemple de sa partenaire dans le feuilleton Neve Campbell (pour Scream en 1996) en devenant l'héroïne d'un slasher signé Kevin Williamson, Souviens-toi... l'été dernier (1997). Elle rebondit sur ce succès en enchaînant dès l'année suivante avec une suite, Souviens-toi... l'été dernier 2.

Après la fin de La Vie à cinq, Jennifer Love Hewitt se consacre essentiellement à la télévision, de séries en téléfilms, avant de revenir en 2001 au cinéma dans un rôle de premier plan avec la comédie Beautés empoisonnées, où elle joue la fille allumeuse et arnaqueuse de Sigourney Weaver. L'année suivante elle incarne aux côtés de Jackie Chan une espionne sexy mais complètement inexpérimentée pour les besoins de la comédie Le Smoking. Elle poursuit, toujours dans la première moitié des années 2000, avec des comédies légères comme Sexy Devil, Si seulement..., Garfield et sa suite, ou encore Amours et Trahisons.

Mais c'est à la télévision qu'elle trouve ses meilleurs rôles. En témoigne la série Ghost Whisperer (2005 - 2010) où elle campe l’héroïne, une jeune femme pouvant communiquer avec les morts. On la voit aussi dans The Client List, Hot in Cleveland et Esprits criminels. En 2018, elle trouve un autre rôle majeur dans 9-1-1, celui de Maddie Buckley Han, sœur de Evan Buckley et femme de Chimney Han. En parallèle de cette forte activité télévisuelle, elle reprend, en 2025, son personnage de Julie James dans Souviens-toi… l'été dernier, suite de Souviens-toi… l'été dernier 2.