Jane Seymour nasceu como Joyce Penelope Wilhelmina Frankenberg em 1951 em Middlesex, Inglaterra, filha de mãe enfermeira e pai de ginecologista / obstetra. Ela é descendente de judeus poloneses (pai) e holandeses (mãe). Ela adotou o nome de atriz "Jane Seymour" quando entrou no show business, pois era mais fácil lembrar as pessoas (e o nome de uma das esposas do rei Henrique VIII). Ela atraiu a atenção dos produtores de filmes de James Bond quando a viram na televisão britânica. Ela foi escalada como a principal garota de Bond, "Solitaire", em Live and Let Die (1973). O papel ganhou seu reconhecimento internacional, mas ela corria o risco de perder tudo como as garotas Bond anteriores, então ela veio para os EUA.
Um diretor de elenco aconselhou-a a perder o sotaque inglês e adquirir um sotaque americano para conseguir papéis na televisão americana. Ela fez e começou a conseguir papéis, recebendo cinco indicações ao Emmy, resultando em uma vitória para Onassis: O Homem Mais Rico do Mundo (1988) por interpretar Maria Callas. Ela ganhou o Globo de Ouro por East of Eden (1981) e pela série de televisão americana Dr. Quinn, Medicine Woman (1993), onde desempenhou o papel principal por 5 anos. Apareceu ocasionalmente em longas-metragens, memorável em Somewhere in Time (1980) e em Wedding Crashers (2005).
Casada e divorciada quatro vezes, ela deu à luz quatro filhos e é madrasta de dois. Eles têm seus próprios filhos, fazendo dela uma avó. Desde 2018, ela atua em filmes de televisão e faz participações especiais.