Jennifer nasce a Louisville, Kentucky, il 7 dicembre del 1979.
Dopo aver terminato gli studi presso il prestigiosissimo Walden Theatre di Louisville e la Juilliard School di New York, la giovane Carpenter si trova a recitare a Broadway nel remake di 'The Crucible' di Arthur Miller, lavorando con attori del calibro di Laura Linney e Liam Neeson.
Restano, invece, poche e di scarso rilievo le sue apparizioni sul piccolo e grande schermo. Almeno fino al Duemila.
Il 2005 le riserva una sorpresa: il ruolo da protagonista nella pellicola per il cinema 'The Exorcism of Emily Rose, grazie al quale si aggiudica un MTV Movie Awards nel 2006.
Attualmente prende parte alla serie televisiva di Showtime Dexter, dove interpreta Debra, agente del Dipartimento di Polizia di Miami, nonchè sorella di Dexter Morgan.
