Attrice. Figlia di Henry Fonda e Frances Seymour Brokav, tenta la carriera come modella prima di percorrere le orme di suo padre e diventare una stella del cinema, affiancandolo in Sul lago dorato (On the Golden Pond, 1981). L’esordio è negli anni Sessanta, e nel 1966 è protagonista de La calda preda (La Curée), prima di diverse pellicole girate per Roger Vadim, allora suo marito. Soprannominata Hanoi Jane per il suo attivismo contro la guerra in Vietnam, nel 1967 affianca Robert Redford in A piedi nudi nel parco (Barefoot in the Park) e nel 1969 arriva la prima nomination agli Oscar per Non si uccidono così anche i cavalli? (They Shoot Horses, Don’t They?) di Sydney Pollack. La prima statuetta arriva nel 1972, assieme al Golden Globe, per Una squillo per l’ispettore Klute (Klute, 1971) e nel 1979 conquista il secondo Oscar, per Tornando a casa (Coming Home, 1978). Nel 2017 le è stato assegnato il Leone d’oro alla carriera alla Mostra del Cinema di Venezia.