Jennifer Carpenter nació en Louisville, Kentucky el 7 de diciembre de 1979. Se graduó por la Juilliard School de Nueva York y justo después empezó a actuar en la reposición de la obra de Arthur Miller "Las Brujas de Salem" con Liam Neeson y Laura Linney. Obtuvo muy buenas críticas por su actuación el la película "El Exorcismo de Emily Rose".

Desde octubre de 2006 es la hermana del asesino Dexter en la famosa serie de televisión y próximamente protagonizará la película Quarantine, remake de la española REC, donde encarnará al personaje de una reportera de un programa de televisión.