Hija del actor Henry Fonda y de Frances Ford Seymour. Aparentemente, el nombre de Jane está inspirado por lady Jane Seymour – tercera esposa de Enrique VIII de Inglaterra – quien es una pariente lejana por parte de su madre. Su hermano, Peter Fonda, y su sobrina Bridget Fonda, también son actores.
Jane debutó en el cine en 1960 con la película Tall Story, bajo la dirección de Joshua Logan. Interpretó el papel de una estudiante que mantiene un romance con un jugador de baloncesto, interpretado por Anthony Perkins. Su actuación recibió críticas combinadas, el periódico Newsday la describió como “la más encantadora joven actriz”, mientras que la revista Harvard Lampoon la nombró como “la peor actriz del año”, contradicción que suele suceder al inicio de una carrera artística.
