Карьера будущей актрисы началась с небольших музыкальных проектов «Энни», «Звуки музыки», «Красавица и чудовище», в которых Джессика сыграла главные роли. После участия двенадцатилетней Бил в конференции Международной Ассоциации моделей и талантов ее заметили и пригласили в модельное агентство. Так, в начале своей карьеры будущая знаменитость появлялась на экране в качестве героини рекламных роликов. После нескольких неудачных кастингов Джессика была утверждена на роль старшей дочери в популярном драматической телевизионном сериале «Седьмое небо», который сделал ее узнаваемой личностью.
Первой серьезной ролью в кино стала роль бунтарки Кейси Джэксон в драме «Золото Ули», которая принесла Бил премию «Young Artist Award». Настоящим прорывом в актерской карьере Джессики Билл стала одна из главных ролей в картине «Иллюзионист», вслед за которой последовали съемки в фильме «Пророк», «Легкое поведение», «День Святого Валентин», «Мужчина нарасхват».
Актриса занимается спортом: спринтерская ходьба, силовые нагрузки, йога, плиометрика – далеко не весь список занятий, который входит в программу тренировок Джессики. Она также занимается футболом и балетом.
В 2010 году актриса учавствовала в восхождении на гору Килиманджаро в рамках акции в поддержку чистой воды.
У Джессики Бил есть татуировка в виде голубя с цветком. Она расположена внизу живота и символизирует мир и благополучие.
С 2012 года Джессика замужем за музыкантом и актером Джастином Тимберлейком. У супругов есть сын — Сайлас Рэндалл Тимберлейк.
