De son vrai nom Jacqueline Fraser Bisset, Jacqueline Bisset est née à Weybridge en Angleterre, d'un père écossais et d'une mère française.
Elle commence par être mannequin avant de tout lâcher à sa majorité pour devenir comédienne. L'actrice tient son premier grand rôle dans Le Knack... et comment l'avoir de Richard Lester en 1965. Cul-de-sac (1966) de Roman Polanski et son rôle dans la parodie de James Bond en 1967, Casino Royale, lui vaut un contrat à long terme avec la 20th Century Fox. Elle reste un temps à Hollywood où elle tourne dans Voyage à deux de Stanley Donen, autopsie d'un couple sur la route, puis tient la vedette face à Steve Mc Queen dans Bullitt (1968).
En 1970, elle est l'une des stars de Airport de George Seaton, le plus gros succès d'Universal Studio à l'époque. Jacqueline s'exporte à l'international où elle tournera dans La nuit américaine (1973) de Truffaut, Le magnifique de Philippe de Broca avec Jean-Paul Belmondo, La femme du dimanche de Luigi Comencini, une production franco-italienne avec Marcello Mastroianni et Jean-Louis Trintignant, et le film italien Amo non amo d'Armenia Balducci. En 1977, elle partage avec Nick Nolte et Robert Shaw la vedette d'un des grands succès du box-office, Les grands fonds de Peter Yates.
Au cours des années 80, l'actrice anglaise tient une grande variété de rôles dramatiques et comiques dans Riches et célèbres, dernière oeuvre de George Culor (1981) ou encore Au-dessous du volcan de John Huston, avec Albert Finney, pour lequel elle a été nommée au Golden Globe de la meilleure actrice. avant de revenir par la petite porte, grâce à Chabrol, dans La cérémonie (1995). Elle y décroche une nomination pour le César du meilleur second rôle. Puis elle se perd dans des productions indigentes (L'Orchidée sauvage, 1995) avant de revenir, encore, dans Domino où elle joue la mère du personnage de Keira Knightley, puis à l'affiche du tout premier film de Tommy Lee Jones, Trois enterrements.