Jessica Schwarz wurde am 5. Mai 1977 in Erbach im Odenwald geboren und wuchs in Michelstadt auf. 1993 wurde sie zum "Bravo"-Girl gewählt, woraufhin sie als Model arbeitete und Drehreportagen für die "film ab"-Sendung des Musikkanals Viva drehte. Dabei machte sie die Bekanntschaft des Regisseurs Benjamin Quabeck, der sie 2001 in der Hauptrolle seines Debüts "Nichts bereuen" besetzte. In diesem Liebesfilm spielte sie an der Seite Daniel Brühls, der auch im realen Leben Schwarz' Partner wurde.

In den folgenden Jahren spielte sie unter anderem in Quabecks "Verschwende deine Jugend" (2003) sowie in zwei Filmen Dominik Grafs: "Die Freunde der Freunde" (2002; Grimme-Preis) und "Der rote Kakadu" (2005). Mit der Rolle der "November" in Hendrik Hölzemanns "Kammerflimmern" (2004) gewann sie 2004 den Bayerischen Filmpreis als Beste Darstellerin. Höchstes Lob erhielt Schwarz auch für ihre Titelrolle in Uwe Jansons Wedekind-Verfilmung "Lulu" (2006) als Inbegriff der Verführerin, die selbst höchst liebesbedürftig ist. In Torsten C. Fischers "Der Liebeswunsch" nach dem gleichnamigen Roman von Dieter Wellershoff spielte sie eine Frau, die sich in ihrer Sehnsucht verliert.

2006 war Schwarz auch in Tom Tykwers Adaption von Patrick Süskinds Bestsellers "Das Parfum – Die Geschichte eines Mörders" zu sehen, unter anderem neben Dustin Hoffman. Der Kinderfilm "Die Wilden Hühner" erschien im selben Jahr, zwei Fortsetzungen, beide mit Beteiligung von Schwarz, folgten 2007 und 2009.

2008 verkörperte Schwarz Antonie Buddenbrook in Heinrich Breloers aufwändiger Verfilmung von Thomas Manns Klassiker "Buddenbrooks". Im folgenden Jahr war sie in Torsten C. Fischers ARD-Biopic "Romy" in der Titelrolle der Schauspiellegende Romy Schneider zu sehen. Die Ehefrau eines depressiven Malers (Mads Mikkelsen) spielte sie im gleichen Jahr im Kino-Thriller "Die Tür" von Anno Saul.

Viel Kritikerlob erhielt sie auch für ihre Hauptrolle in Florian Cossens preisgekröntem Familiendrama "Das Lied in mir" (2010): Darin verkörperte sie eine Frau, die durch ein Kinderlied einem Geheimnis über ihre Herkunft auf die Spur kommt. Beeindruckend war auch ihre Leistung als pragmatische Ärztin in der Dreiecksgeschichte "Der Mann, der über Autos sprang" mit Robert Stadlober und Anna Schudt, der 2011 in die Kinos kam, gefolgt von dem Kinderfilm "Als der Weihnachtsmann vom Himmel fiel", in dem Schwarz als leicht gestresste Mutter zu sehen war.

Eine wichtige Nebenrolle hatte sie in dem Jugenddrama "Am Ende eines viel zu kurzen Tages" (DE/IR 2011) als junge Frau, die einem todkranken Fünfzehnjährigen eine wichtige Lektion fürs Leben erteilt. In der melancholischen Tragikomödie "Heiter bis wolkig" (2012) spielte Schwarz dann selbst eine unheilbar an Krebs erkrankte Frau, die eine besondere Freundschaft zum neuen Freund ihrer Schwester entwickelt. An der Seite und unter der Regie von Florian David Fitz hatte Schwarz eine Hauptrolle in der Boulevardkomödie "Jesus liebt mich" (2012), über eine Frau, die sich kurz nach ihren gescheiterten Heiratsplänen in den auf der Erde weilenden Gottessohn verliebt. Für den Fernseh-Zweiteiler "Baron Münchhausen" (2012) schlüpfte Schwarz in die Rolle einer verarmten Adeligen, die mit dem Lügenbaron in allerlei aufregende Abenteuer verwickelt wird.

Franziska Buch besetzte Schwarz in dem Ensemblefilm "Adieu Paris" (DE/LU/FR 2013) als Starautorin, die überraschend der Ehefrau ihres im Koma liegenden Geliebten begegnet. Die Martin-Suter-Verfilmung "Der Koch" (DE/CH 2014) zeigte Schwarz als Köchin, die mit einem tamilischen Asylbewerber und Ayurveda-Koch einen enorm erfolgreichen Catering-Service für "Liebes-Menüs" eröffnet.

Düsterer war das Kriminaldrama "Zum Sterben zu früh" (2015, TV) von Lars Becker, das die Vorgeschichte zu Beckers Krimi "Unter Feinden" erzählt. Darin spielte Schwarz die Frau eines Hamburger Ermittlers, deren Ehe an der finanziellen Belastung durch die schwere Krankheit der gemeinsamen Tochter zu zerbrechen droht. Ernster Stoff war auch das Beziehungsdrama "Zweimal zweites Leben" (2016), mit Schwarz als Ehefrau, die ihren im Koma liegenden Mann pflegt und dabei einen anderen kennen lernt, dessen Frau ebenfalls im Koma liegt.

Auf der Kinoleinwand sah man Jessica Schwarz im Sommer 2016 in der Komödie "Stadtlandliebe", als erfolgreiche, aber gestresste Berliner Ärztin, die mit ihrem Mann aufs Land zieht; wo aber auch nicht alles eitel Sonnenschein ist. Außerdem hatte sie in dem hoch gelobten Drama "Die Hände meiner Mutter" eine Hauptrolle als Ehefrau eines Mannes, der als Kind von seiner Mutter sexuell missbraucht wurde.

Leichtere Kost waren die beiden Kinofilme, in denen Schwarz 2017 zu sehen war: Der Kinderfilm "Hanni & Nanni - Mehr als beste Freunde" (als Mutter) und die romantische Liebeskomödie "Auf der anderen Seite ist das Gras viel grüner". Anfang 2018 startete dann das auf diversen Festivals preisgekrönte Psychodrama "Freddy/Eddy" (2016) in den deutschen Kinos. Darin spielte Schwarz die Ehefrau eines Mannes (Felix Schaefer), der plötzlich ein bedrohliches Alter Ego entwickelt.

2018 hatte sie einen kleineren Part in der zweiten (und letzten) Staffel von Matthias Schweighöfers Thriller-Serie "You Are Wanted". Bora Dagtekin besetzte Schwarz im hochkarätigen Ensemble seiner kammerspielartigen Komödie "Das perfekte Geheimnis" als Gastgeberin eines enthüllungsreichen Abendessens unter Freunden.