Jessica Marie Alba nació el 28 de abril de 1981, en Pomona, California. Su madre ,fue Catherine Jensen y su padre Mark David Alba, quien sirvió en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Desde muy pequeña mostró su interés por la actuación, a los doce años comenzó a tomar clases y nueve meses después ya la estaba firmando un agente, más tarde estudió en la Atlantic Theatre Company.
Hizo su debut en cine en 1993 en la comedia de Hollywood Pictures, Camp Nowhere (1994). Hizo comerciales de televisión para Nintendo y J.C. Penney; y participó en varias películas independientes. Comenzó a participar en televisión con la serie de comedia de Nickelodeon, El mundo secreto de Alex Mack (1994). Ella interpretaba a una joven snob insoportable dedicada a hacer la vida imposible al personaje del título. Ese mismo año, ganó el papel de "Maya" en Las nuevas aventuras de Flipper (1995), el éxito del programa le garantizó una segunda temporada. Sin embargó, ganó notoriedad por protagonizar la serie de ciencia ficción, Dark Angel, producida por James Cameron.
Su primer papel protagónico importante fue en Honey (2003), de Universal Pictures que recaudó más de $ 60 millones USD en todo el mundo. Desde entonces, ha realizado más de 25 largometrajes, incluidas comedias y dramas, desde independientes hasta grandes éxitos de estudio. En 2005 protagonizó junto a Bruce Willis y un elenco estelar la aclamada Sin City (2005), dirigida por Robert Rodriguez y Frank Miller. Interpretó a Sue Storm, "The Invisible Girl", en la franquicia de Marvel Los 4 Fantásticos (2005), que fue lanzada por 20th Century-Fox en julio de 2005 y se convirtió en un éxito de taquilla con más de $ 300 millones de dólares en ingresos.
En 2008 muestra su rostro más oscuro en las películas El ojo del mal y Consciente.
Ha recibido nominaciones al Globo de Oro y al Premio People's Choice, fue elegida la Mejor estrella del año por los lectores de TV Guide y ganó la Actriz de TV Favorita en los Teen Choice Awards 2001 por Dark Angel. Ganó el Premio Nickelodeon Kids Choice a la actriz favorita por su actuación en Fantastic Four y un premio MTV Movie por la actuación más sexy en Sin City. Recibió otro Teen Choice Award por El ojo del mal (2008). Recibió premios ALMA por sus actuaciones en Dark Angel y Machete.