Formée à la Juilliard School,
Jennifer Carpenter s'est produite à Broadway dans "La Chasse aux sorcières", face à Laura Linney et Liam Neeson, dans une mise en scène de Sir Richard Eyre. Par la suite, on a pu la voir dans la comédie
F.b.i. : Fausses Blondes Infiltrées, écrite, réalisée et produite par Keenen Ivory Wayans. En 2005, elle tient le rôle principal dans le film d'horreur de Scott Derrickson,
L'Exorcisme D'Emily Rose.
Deux ans plus tard, elle retrouve le petit écran pour jouer dans la série
Dexter, dans laquelle elle interprète la soeur du héros - expert de la Police de Miami le jour et serial-killer la nuit... En 2008, elle signe pour le remake américain du film d'horreur espagnol
Rec, intitulé
En Quarantaine, et copiant plan pour plan le film original... Le film sort directement en DVD en France.
Le 31 décembre 2009,
Jennifer Carpenter épouse Michael C. Hall, le héros de la série
Dexter, ils divorceront deux ans plus tard.
Forte du succès de
Dexter,
Jennifer Carpenter tente toujours de faire son trou sur grand écran mais n'obtient que de divers petits rôles dans les films d'action
Faster,
Le Pacte ou encore
Disparue.