Η Τζέσικα Άλμπα γεννήθηκε στην Πομόνα της Καλιφόρνια από γονείς Μεξικανικής και Γαλλο-Δανικής καταγωγής. Τόσο ο παππούς της όσο και ο πατέρας της, υπηρετούσαν στην Πολεμική Αεροπορία των Η.Π.Α με αποτέλεσμα τις συχνές μετακομίσεις στην παιδική και εφηβική της ηλικία.

Τα πρώτα χρόνια της ζωής της σημαδεύτηκαν από πολλές ασθένιες μεταξύ των οποίων ατελεκτασία (πάθηση των πνευμόνων), συχνές πνευμονίες, άσθμα και επεμβάσεις σκωληκοειδήτιδας και αμυγδαλών. Έχει ακόμη παραδεχθεί ότι σαν παιδί επασχε από μια νευρική διαταραχή, γνωστή σαν OCD (obsessive-compulsive disorder). Όλα τα παραπάνω είχαν σαν αποτέλεσμα την απομόνωση της στο σχολείο από τα άλλα παιδιά, εξαιτίας της συχνής της παραμονής σε νοσοκομεία. Μετά την εγκατάσταση της στην Καλιφόρνια η υγεία της σταδιακά βελτιώθηκε.

Η Τζέσικα έδειξε από πολύ νωρίς ενδιαφέρον για την υποκριτική και σε ηλικία 12 ετών έκανε τα πρώτα της μαθήματα υποκριτικής. Λίγους μήνες αργότερα την ανέλαβε ατζέντης. Η πρώτη της εμφάνιση έγινε με ένα μικρό ρόλο στην ταινία του 1994 Camp Nowhere. Ακολούθησαν διαφημιστικά για μεγάλες εταιρείες και διάφορες εμφανίσεις σε τηλεοπτικές σειρές. Από την περίοδο αυτή ξεχωρίζει η συμμετοχή της στη σειρά Flipper όπου υποδήθηκε το ρόλο της Μάγια για δύο συνεχόμενες σεζόν. Η Τζέσικα με την καθοδήγιση της μητέρας της, που ήταν ναυαγοσώστρια, έμαθε να κολυμπάει πριν καν περπατήσει και διαθέτει πτυχίο επαγγελματία δύτη, κάτι που τη βοήθησε πολύ στο ρόλο της στη συγκεκριμένη σειρά αλλά και σε άλλες τις κινηματογραφικές εμφανίσεις.

Η αναγώριση στο Χόλυγουντ ήρθε με τις συμμετοχές της στη νεανική κωμωδία Never Been Kissed και στην ταινία τρόμου Idle Hands το 1999. Η μεγάλη ευκαιρία για καταξίωση ήρθε ένα χρόνο αργότερα, όταν επελέγη από τον Τζέιμς Κάμερον ανάμεσα σε 1,200 υποψήφιες για τον πρωταγωνιστικό ρόλο στην τηλεοπτική σειρά Dark Angel. Υποδύθηκε την Max Guevara, μια γενετικά μεταλλαγμένη υπερ-στρατιώτη του μέλοντος, στη σειρά που κράτησε δύο χρόνια και υπήρξε μαγάλη επιτυχία.

Οι πιο αξιοσημείωτες εμφανίσεις της έκτοτε περιλαμβάνουν την ταινία Honey (2003), όπου υποδύεται μια νεαρή χορογράφο, την ταινία Sin City (2005), όπου υποδύεται την στριπτιζέζ Νάνσυ Κάλαχαν και το Fantastic Four (2005), όπου υποδύεται την ηρωίδα του κόμικ, Σου Στορμ.

Το 2008 παντρεύτηκε τον αγαπημένο της Κας Γουόρεν και ένα χρόνο αργότερα καλωσόρισαν την πρώτη τους κόρη, Όνορ Μαρί.