Jennifer Morrison commence sa carrière en tant qu'enfant mannequin, dans des publicités. A l'âge de 10 ans, elle fait la couverture de Sport illustrated for kids, avec Michael Jordan.
A quinze ans elle décroche son premier rôle, dans Intersection (remake américain des choses de la vie). Elle y joue la fille de Sharon Stone et de Richard Gere. En 1999 elle joue le rôle de la jeune fille assassinée dans Hypnose.
En 2000 elle obtient son premier rôle de tête d'affiche, dans Urban Legend 2: le coup de grâce.
Mais c'est en 2004 qu'elle deviendra célèbre, grâce à son rôle dans la série Dr. House, où elle incarne le docteur Allison Cameron.
En 2009, elle tient un petit rôle dans le Star Trek de J.J. Abrams.
 
On a aussi pu la voir dans plusieurs clips vidéo.