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

In den folgenden Jahren spielt 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) gewinnt sie 2004 den Bayerischen Filmpreis als Beste Darstellerin. Höchstes Lob erhält 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 spielt sie eine Frau, die sich in ihrer Sehnsucht verliert.

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

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

Viel Kritikerlob erhält sie auch für ihre Hauptrolle in Florian Cossens preisgekröntem Familiendrama "Das Lied in mir" (2010): Darin verkörpert sie eine Frau, die durch ein Kinderlied einem Geheimnis über ihre Herkunft auf die Spur kommt. Beeindruckend ist 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 kommt, gefolgt von dem Kinderfilm "Als der Weihnachtsmann vom Himmel fiel", in dem Schwarz als leicht gestresste Mutter zu sehen ist.

Eine wichtige Nebenrolle hat 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) spielt 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 hat 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) schlüpft Schwarz in die Rolle einer verarmten Adeligen, die mit dem Lügenbaron in allerlei aufregende Abenteuer verwickelt wird.

Franziska Buch besetzt 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) zeigt Schwarz als Köchin, die mit einem tamilischen Asylbewerber und Ayurveda-Koch einen enorm erfolgreichen Catering-Service für "Liebes-Menüs" eröffnet.

Düsterer ist das Kriminaldrama "Zum Sterben zu früh" (2015, TV) von Lars Becker, das die Vorgeschichte zu Beckers Krimi "Unter Feinden" erzählt. Darin spielt Schwarz die Frau eines Hamburger Ermittlers, deren Ehe an der finanziellen Belastung durch die schwere Krankheit der gemeinsamen Tochter zu zerbrechen droht. Ernster Stoff ist 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 sieht man Jessica Schwarz im Sommer 2016 in der Komödie "Stadtlandliebe", als erfolgreiche, aber gestresste Berliner Ärztin, die mit ihrem Mann aufs Land zieht; dort ist aber auch nicht alles eitel Sonnenschein. Außerdem hat 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 sind die beiden Kinofilme, in denen Schwarz 2017 zu sehen ist: 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 startet dann das auf diversen Festivals preisgekrönte Psychodrama "Freddy/Eddy" (2016) in den deutschen Kinos. Darin spielt 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.