Es hija famoso actor Henry Fonda y su madre una adinerada dama de la alta sociedad llamada Frances Seymour Brokaw.
De carácter rebelde, en su adolescencia, jamás mostró signos de querer dedicarse a la interpretación, como su progenitor o su hermano menor, Peter, quien había nacido dos años después que Jane. Estuvo residiendo hasta los once años en un rancho ubicado en Brentwood, California, para con posterioridad mudarse con su familia al estado de Connecticut.

En el año 1954 sería la primera vez que Jane Fonda actuó. Fue en "The Country Girl", una obra de teatro que interpretaba su propio padre y dirigía Joshua Logan para la Omaha Community Playhouse.

A regañadientes, aceptó la propuesta de Logan para aparecer en la obra y el gusanillo de la interpretación comenzó a asomar en su vida, matriculándose en el Actors Studio con Lee Strasberg tras instruirse en la Universidad de Vassar y acudir a estudiar arte durante un breve período en la ciudad de París. Al mismo tiempo también iniciaba una carrera como modelo.

En Broadway volvió a trabajar con Logan en varias obras de teatro, entre ellas "Tall Story", que el propio director adaptaría para el cine, convirtiéndose en la primera película que protagonizó Jane. En "Me casaré contigo" (1960), la citada traslación cinematográfica de “Tall Story”, contaba con el co-protagonismo de Anthony Perkins, Ray Walston y Anne Jackson.