Майката на Джесика Частейн е веган готвач, а баща ѝ работи като пожарникар. Израснала в Сакраменто, Калифорния, тя винаги се е интересувала от актьорско майсторство и участвала в училищни пиеси. Когато се явява на прослушване за висшето нюйоркско училище Джулиард, ѝ е предложена стипендия за неговата актьорска програма. Скоро след като завършва, тя започва да получава малки роли в телевизията. Нейният стремеж винаги е бил да изследва човешката душа, а не славата или парите, и въпреки че пътят ѝ към успеха е бил дълъг, тя имала търпението да го извърви. През 2011 г. излизат два филма, с които Джесика става популярна – „Подслон“ и „Дървото на живота“, а оттогава изиграва все по-емблематични роли.