Jill Hennessy a commencé sa carrière d’actrice à Toronto, en apparaissant dans le long métrage Dead Ringers. Elle a étudié la comédie d’improvisation au célèbre Second City et a également travaillé avec une troupe d’improvisation basée à Toronto avant de décrocher un rôle dans la production de The Buddy Holly Story destinée à Broadway. Une fois à New York, Hennessy a joué dans le long métrage de Ron Howard, The Paper, et ses autres films comprennent I Shot Andy Warhol, Chutney Popcorn, Most Wanted, A Smile Like Yours, Dead Broke, Row Your Boat, The Florentine, Two Ninas, Komodo, Autumn in New York et Exit Wounds, qui a connu un grand succès au box-office. Elle a également écrit, réalisé, produit et joué dans son film, The Acting Class. Hennessy a été vue pour la dernière fois sur grand écran dans le projet de Robert Redford/Sundance Lab, Love in the Time of Money.
Hennessy a été vue au grand écran dans le rôle principal féminin de Wild Hogs avec Tim Allen, John Travolta, Martin Lawrence et William H. Macy. Wild Hogs raconte l’histoire comique d’un groupe de motards en herbe d’âge moyen qui cherchent l’aventure sur la route, mais qui rencontrent à la place un chapitre des Hell’s Angels. Le film est réalisé par Walt Becker pour Disney. Les téléspectateurs ont commencé à aimer Hennessy pendant les années (1993-1996) où elle a joué le rôle de l’assistante du procureur Claire Kincaid dans la série dramatique de NBC Law & Order, récompensée par un Emmy Award.
Elle est retournée sur NBC où elle a joué le rôle de la première dame Jacqueline Kennedy dans la mini-série Jackie, Ethel, Joan : Women of Camelot. Lors de sa première saison de Crossing Jordan, Hennessy a reçu une nomination au People’s Choice Award de la meilleure actrice dans une série dramatique. Elle a également reçu un Golden Satellite Award (meilleure performance d’une actrice dans une minisérie ou un film réalisé pour la télévision) de l’International Press Academy pour son travail dans le film du câble TNT Nuremberg.
Hennessy, son mari Paolo Mastropietro et leur fils Marco partagent leur temps entre leurs maisons de Los Angeles et de Manhattan.