Née au Panama d'une mère top model et d'un père banquier, la jeune Jordana Brewster débarque à New York à l'âge de 10 ans, où elle suit une scolarité pour enfants professionnels avant d'intégrer l'université de Yale.

Dès l'âge de 15 ans, elle s'affiche sur petit écran dans deux soap operas américains (La Force du destin, puis As the World Turns, où elle tiendra pendant trois ans un des rôles principaux), avant d'intégrer la bande d'étudiants tueurs d'extra-terrestres de The Faculty, film de science fiction au statut culte signé Robert Rodriguez (1999), et de s'inscrire au générique de The Invisible Circus (2003), aux côtés de Cameron Diaz et Christopher Eccleston.

En 2001, Jordana Brewster embarque sur la route du succès lorsqu'elle emprunte le véhicule Fast & Furious, grosse production montée sur roues libres réalisée par Rob Cohen. Elle y interprète Mia Toretto, une jeune femme au caractère trempé qui a Vin Diesel pour frère et Paul Walker pour petit ami - un rôle plébiscité par le public qu'elle reprend dans Fast & Furious 4 (2009), 5 (2011), 6 (2013), 7 (2015) et 9 (2021).

Parallèlement à la lucrative saga cylindrée, l'actrice use de ses charmes dans la comédie D.E.B.S. (2005), le drame Annapolis (2006, première collaboration avec Justin Lin) ou encore Massacre à la tronçonneuse : le commencement (2007), prequel de l'original où elle tombe sous le couperet fatal de Leatherface. Elle est aussi à l'affiche de Braquage à l'américaine, Dangerous Housewife, Random, Acts of Violence et Hooking Up, ne sortant pas forcément dans les salles françaises.

Côté télévision, elle s'impose notamment en 2008-2009 dans plusieurs épisodes de Chuck dans le rôle de l'ex-petite amie du héros - une courte mais importante participation à la mythologie de la série - et prête depuis 2012 ses traits à la nouvelle génération de la série Dallas. Elle campe également la mannequin Denise Brown dans American Crime Story, la défunte Kate Warner dans Secret and Lies et la psychologue de la police dans L'Arme fatale (2016 - 2018).