Sejak kecil, Jane telah menunjukkan minatnya dalam bidang seni. Ia mengambil pelajaran piano dan juga berpartisipasi dalam produksi panggung di Van Nuys High School. Awalnya, Jane bercita-cita menjadi seorang perancang, namun setelah kematian ayahnya, ia memutuskan untuk bekerja sebagai resepsionis setelah lulus. Ia juga menjadi seorang model foto dan belajar drama dan akting di Max Reinhardt's Theatrical Workshop serta dengan aktris dan pelatih akting Maria Ouspenskaya.
Pada tahun 1940, Jane Russell ditandatangani kontrak selama tujuh tahun oleh produser film ternama, Howard Hughes. Ia membuat debut filmnya dalam The Outlaw (1943), sebuah film tentang Billy the Kid yang menampilkan keindahan tubuhnya. Meskipun film tersebut sebenarnya telah selesai pada tahun 1941, namun baru dirilis pada tahun 1943 karena masalah sensor yang mempersoalkan cara penampilan payudara Jane yang besar dalam promosi film tersebut.
Setelah merilis The Outlaw, Jane Russell menjadi terkenal secara nasional dan sibuk melakukan promosi. Ia juga menjadi idola bagi para prajurit selama Perang Dunia II. Jane memiliki ukuran tubuh yang menarik perhatian, dengan ukuran 38-24-36 dan tinggi 5 kaki 7 inci (sekitar 170 cm). Ia sering kali dijuluki sebagai "Satu-satunya Jane Russell" oleh rekan mainnya, Bob Hope. Keberhasilannya dalam film-film seperti Gentlemen Prefer Blondes (1953) membuatnya mendapatkan pengakuan dan beberapa penghargaan dalam dunia perfilman.
Selain karir aktingnya, Jane Russell juga terlibat dalam kegiatan sosial. Pada tahun 1955, ia mendirikan Waif, program adopsi internasional pertama. Selain itu, jejak tangan dan kaki Jane Russell diabadikan di Grauman's Chinese Theatre bersama Marilyn Monroe. Ia juga memiliki bintang dengan namanya di Hollywood Walk of Fame.
Jane Russell meninggal dunia pada tanggal 28 Februari 2011, namun warisannya sebagai salah satu ikon seks Hollywood tetap dikenang hingga saat ini.