Jasmine Trinca se passionne pour le cinéma dès son plus jeune âge et forge sa culture cinématographique en fréquentant le cinéma Nuovo Sacher à Rome, géré par Nanni Moretti. C'est justement sous la direction de celui-ci qu'elle fait ses premiers pas au cinéma en 2001 dans La Chambre du fils, Palme d'Or du 54ème Festival de Cannes.

Deux ans plus tard, elle incarne Giorgia dans l'ambitieuse fresque de Marco Tullio Giordana, Nos meilleures années, qui suit sur plusieurs décennies le destin de deux frères. En 2006, elle est à l’affiche de la comédie romantique Leçons d'amour à l'Italienne et du film de gangsters Romanzo criminale de Michele Placido, qui est l'un des succès public et critique de l'année en Italie.

Cinq ans après La Chambre du fils, elle retrouve Nanni Moretti pour Le Caïman, un film dans lequel elle incarne une jeune réalisatrice souhaitant tourner un film sur Silvio Berlusconi. Un rôle pour lequel elle obtient sa troisième nomination au David di Donatello (l'équivalent italien des César) de la meilleure actrice dans un second rôle. La même année, elle est la lauréate du Trophée Chopard de la révélation féminine au Festival de Cannes.

Tout en poursuivant sa carrière dans son pays natal, où elle retrouve à plusieurs reprises les populaires Kim Rossi Stuart (Piano, solo, Tommaso) et Riccardo Scamarcio (Le rêve italien, Nessuno si salva da solo), l'actrice est sollicitée par le cinéma français. Elle donne ainsi la réplique à Gaspard Ulliel et Michel Boujenah dans Ultimatum, rejoint la maison close de Bertrand Bonello dans L'Apollonide et fait tourner la tête de JoeyStarr dans la romance d'Emmanuel Mouret, Une autre vie.

Après une deuxième collaboration avec Bonello pour le biopic Saint Laurent consacré au célèbre couturier, elle se frotte au cinéma d'action musclé en 2015 avec le thriller Gunman, où elle incarne la petite amie de Sean Penn. Dans un registre plus délicat, elle s'illustre également devant la caméra de Valeria Golino en 2013 et 2018 pour Miele et Euforia. En 2017, sa performance solaire de mère célibataire qui lutte pour son émancipation dans Fortunata lui vaut le Prix d'interprétation féminine Un certain regard au Festival de Cannes ainsi que le David di Donatello de la meilleure actrice. Un prix qu'elle obtient à nouveau en 2020 à l'occasion de Pour toujours.

En 2022, non contente d'être membre du jury du Festival de Cannes, présidé par Vincent Lindon, Jasmine Trinca présente en Séance Spéciale son premier long-métrage en tant que réalisatrice, Marcel !, qui concourt pour la Caméra d'Or.