Jennifer Chan (teraz Tilly) urodziła się 16 sierpnia 1958 roku w Harbor City, w Kalifornii (USA). Jej rodzice, Harry Chan, chiński makler giełdowy i Patricia Tilly, nauczycielka, rozwiedli się, gdy Jennifer miała 6 lat. Gdy Patricia ponownie wyszła za mąż, zabrała Jennifer, jej brata i dwie siostry oraz troje przyrodniego rodzeństwa, i wyjechała do British Columbii (Kanada).
Jako że cała rodzina bardzo często się przeprowadzała, Jennifer często zmieniała szkoły i rzadko miała czas by się w którejś zaaklimatyzować, dlatego w każdej kolejnej uchodziła za osobę nieśmiałą.
W wieku lat 17 trafiła do kolejnej szkoły, tym razem był to St. Stephen's College w Missouri. Tam Jennifer rozpoczęła naukę aktorstwa. Zarabiała pisząc artykuły do magazynów i startując (z powodzeniem!) w konkursach literackich.
W odróżnieniu od swej siostry Meg wybrała uniwersytet w Los Angeles, nie w Nowym Jorku.
"Wszyscy powtarzali, że jeśli chcesz być prawdziwym aktorem, jedź do Nowego Jorku. Jeśli chcesz być sławny, jedź do LA. I wtedy pomyślałam: Chcę być sławna!"
W Los Angeles dostała pierwsze role, m.in. w "Days of Our Lives". Niedługo potem (1984) dostała stałą rolę w serialu "Hill Street Blues".
W latach 80'tych, po szeregu drobnych ról wreszcie ją zauważono, co zaowocowało rolami w takich filmach jak "Wspaniali bracia Baker" (1989), "The Doors" (1991) czy "Made in America" (1993).
Za rolę Olive Neal w filmie Woody'ego Allena "Strzały na Broadwayu" (1994) została nominowana do Oskara za Najlepszą drugoplanową rolę kobiecą.
Od tego czasu wystąpiła w wielu wielkich produkcjach, takich jak "Kłamca! Kłamca! (1997) z Jim'em Carrey'em, "Stuart Malutki" (1999) z Michael'em J. Fox, i przede wszystkim "Monsters, Inc." ("Potwory i spółka", 2001).
Występowała z powodzeniem również i w teatrze. Za rolę w "One Shoe Off" dostała w 1993 roku nagrodę Theater World Award.