เจย์น แมนส์ฟีลด์เกิดที่รัฐเพนซิลเวเนีย เป็นลูกคนเดียวของเฮอร์เบิร์ต วิลเลียม และวีรา พาล์เมอร์ เธอกำพร้าพ่อตั้งแต่อายุแค่ 3 ขวบ จากอาการหัวใจวายระหว่างขับรถ จากนั้นแม่เธอไปเป็นครู และปี 1939 ก็แต่งงานใหม่และย้ายบ้านไปแดลลัส รัฐเท็กซัส เธอฝันอยากเป็นดาราตั้งแต่เด็ก ๆ และเลือกเรียนด้านการละครและฟิสิกส์ในระดับมหาวิทยาลัย ปี ค.ศ. 1950 ด้วยวัย 16 ปี แมนส์ฟีลด์แต่งงานกับพอล แมนส์ฟีลด์ จากเดิมที่ชื่อวีรา เจย์น พาล์เมอร์ จึงกลายเป็นเจย์น แมนส์ฟีลด์ ในที่สุด แต่เส้นทางดาราของเธอต้องชะลอออกไปเมื่อคลอดลูกสาว เจย์น แมรี แมนส์ฟีลด์ เมื่อปี ค.ศ. 1950

โดยเธอใช้เวลาตลอด 3 ปีถัดมาในการทำหน้าที่แม่สลับการเรียนการแสดงตามมหาวิทยาลัยต่าง ๆ จนปี ค.ศ. 1953 ช่วงที่อยู่แดลลัส เธอได้เล่นละครเวทีเรื่อง "Death of a Salesman" ควบคู่ไปกับการตระเวนล่ารางวัลจากเวทีประกวดความงามต่าง ๆ

ปลายปี ค.ศ. 1954 หลังความหวังของพอลที่อยากเห็นภรรยาตัวเองล้มเลิกความคิดเป็นนักแสดงเพื่อเลี้ยงลูกสาวไม่เป็นไปตามที่คิด เขาเลยเปลี่ยนเป็นสนับสนุนเธอ และตกลงย้ายไปลอสแอนเจลิส ซึ่งแมนส์ฟีลด์ใช้เวลาส่วนหนึ่งเรียนการแสดงที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส จนกระทั่งได้เซ็นสัญญากับวอร์เนอร์ และมีบทตัวประกอบในหนัง "Pete Kelly's Bles" (1955) รวมถึงการรับบทดรามาในหนังฟิล์มนัวร์ "The Burglar" และการเล่นละครบรอดเวย์ที่ประสบความสำเร็จอย่างดียิ่งใน "Will Success Spoil Rock Hunter?" และภาพยนตร์ตลกเรื่องดัง "The Girl Cant Help It" (1956)

ปี ค.ศ. 1956 แมนส์ฟีลด์ทำสัญญาระยะยาวกับ "ทเวนตีเซนจูรีฟอกซ์" ประเดิมด้วยบทดรามาหนัก ๆ ใน "The Wayward Bus" (1957) เพื่อลบภาพสาวผมบลอนด์ที่ดีแต่ขายรูปโฉม ซึ่งประสบความสำเร็จใช้ได้ และเธอยังได้รับรางวัลลูกโลกทองคำสาขา "New Star Of The Year" ขณะที่นิวยอร์กไทมส์ยกย่องเธอว่านี่เป็นการแสดงที่ดีสุดของเธอ จากนั้น แมนส์ฟีลด์ รับบท "ริตา มาร์โลว์" อีกครั้งใน "Will Success Spoil Rock Hunter?" รูปแบบภาพยนตร์ ที่ประสบความสำเร็จตามความคาดหมายเช่นเดียวกับ Kiss Them for Me (1957) ที่ประกบกับแครีย์ แกรนต์ ก็ยอดเยี่ยมไม่แพ้กัน

ปี ค.ศ. 1963 ทอมมี นูแนน ดาราตลกที่ผันตัวมาเป็นผู้อำนวยการสร้างและนักเขียนบท โน้มน้าวให้แมนส์ฟีลด์มาเล่น "Promises! Promises!" และเธอเป็นดาราดังระดับขึ้นหิ้งคนแรกที่ "แก้ผ้า" ในภาพยนตร์ และภาพที่เธอเปลือยในภาพยนตร์ถูกนำไปตีพิมพ์ใน "เพลย์บอย" ที่ขายดีจนฮิว เฮฟเนอร์ โดนตั้งข้อหาอนาจาร แต่ก็หลุดคดีในท้ายที่สุด ขณะที่ตัวภาพยนตร์ซึ่งถูกห้ามฉายในคลีฟแลนด์โกยรายได้เป็นกอบเป็นกำ และแมนส์ฟีลด์ติดหนึ่งในสิบดาราที่เล่นหนังทำเงินประจำปีนั้นไปอย่างง่ายดาย

ผลงานด้านอื่น ๆ

แมนส์ฟีลด์เป็นนางแบบเพลย์บอย เพลย์เมต ปี ค.ศ. 1955 เป็นนักร้องไนต์คลับ และถือเป็นต้นฉบับ Hollywood's original blonde bombshells เช่นเดียวกับ Jean Harlow, Marlene Dietrich, Clara Bow, Marilyn Monroe และ Mamie Van Doren

หลังจากเธอเสียชีวิตในปี 1967 ก็ได้มีภาพยนตร์เรื่อง the wild wild world of jayne mansfield ออกฉายในปี 1968