Родилась 3 марта 1982 года в небольшом американском городке Эли в штате Миннесота в семье предпринимателя Джонатана Эдварда Биля и Кимберли Биль.
Трёмя годами позже в семье родился сын Джастин. За время своего детства Джессика с семьёй пожила в Техасе, Коннектикуте и Вудстоке (штат Иллинойс). В конце концов семья осела в Боулдере (штат Колорадо).
Первоначально Джессика училась пению и даже участвовала в нескольких городских музыкальных проектах, выступая в главных ролях в таких мюзиклах как «Энни», «Звуки музыки», «Красавица и чудовище». В 12 лет участвовала в конференции Международной Ассоциации моделей и талантов, где была замечена и приглашена модельным агентством. С этого времени Джессика стала моделью для печатной рекламы и стала появляться в рекламных роликах (включая марки «Deluxe Paint» и Pringles).
В это же время Биль сыграла одну из главных ролей в малобюджетном мюзикле «Это цифровой мир», который, однако, на экраны не вышел.
Первой ролью в кино стала роль бунтарки-гота Кейси Джэксон, внучки Питера Фонды, в критически принятой драме «Золото Ули» (1997). Эта роль принесла ей премию молодым артистам. 
Прорывом для Джессики стала роль Софи, возлюбленной героя Эдварда Нортона в «Иллюзионисте» (реж. Нил Бургер, 2006), за которую она получила две премии.
Джессика была партнёршей Николаса Кейджа по фильму «Пророк» (2007). 8 сентября 2008 года участвовала в международной премьере фильма «Лёгкое поведение» на Международном кинофестивале в Торонто, в котором снялась вместе с Беном Барнсом, Кристин Скотт Томас и Колином Фертом.
С 2004 по 2006 год встречалась с Крисом Эвансом. С февраля 2007 года встречается с Джастином Тимберлейком.

[показать]