Birkin, urodzona w 1946 r. w Londynie, od końca lat sześćdziesiątych mieszka we Francji. Na początku swojej kariery aktorskiej wystąpiła w filmie Michelangelo Antonioniego „Powiększenie” (1966), ale tak naprawdę Birkin dla Francuzów odkrył Serge Gainsbourg. Współpraca z Gainsbourgiem przerodziła się w płomienny romans, który stał się legendą dzięki kontrowersyjnej piosence „Je t’aime…moi non plus". Piosenka została zakazana w wielu krajach oraz oficjalnie potępiona przez Watykan. W 1973 pojawiła się ponownie na ekranach kin jako kochanka Brigitte Bardot w filmie „Gdyby Don Juan był kobietą”. W 1975 zagrała w filmie „Je t’aime…moi non plus” wyreżyserowanym przez Gainsbourga. Była trzykrotnie nominowana do nagrody Cezara. Wydała także kilkanaście płyt. Śpiewa charakterystycznym, nieco dziecięcym głosem, przypominającym szept, z ciągle wyraźnym angielskim akcentem. W 1971 roku Jane Birkin urodziła dziecko Serge’a Gainsbourga, córkę Charlotte, która po latach, śladem matki, została aktorką.