Graduada en etologia a Cambridge (1966), fou assistent del paleoantropòleg Louis Leakey a Olduvai (Tanzània). Des del 1960 feu diverses estades a la reserva de Gombe, al mateix estat africà, on creà el Gombe Stream Research Centre per estudiar els ximpanzés en llibertat. Les seves aportacions científiques demostraren que els ximpanzés són omnívors i capaços de fabricar i utilitzar eines, i que disposen d’un bagatge cultural. El seu treball i la seva defensa del medi ambient foren decisius en el reconeixement de Gombe com a parc nacional (1968). L’any 1977 fundà el Jane Goodall Institute for Wildlife Reserach.
Fou professora de la Stanford University (Califòrnia) i de la University of Southern California, i des del 1996, de la Cornell University.
És autora, entre d’altres, de In the Shadow of Man (1971), The Chimpanzes of Gombe: Patterns of Behaviour (1984), Through A Window (1990), Visions of Caliban (1993), Jane Goodall: with Love (1994), els volums autobiogràfics Africa in My Blood: An Autobiography in Letters (2000) i Beyond Innocence: An Autobiography in Letters: The Later Years (2001), 50 Years at Gombe (2010) i Seeds of Hope (2014) i de nombrosos documentals per a la National Geographic Society i la BBC.
Guardonada en nombroses ocasions, cal esmentar els títols de Missatgera de la pau de les Nacions Unides (2002) i Dama de l’Imperi Britànic (2004). Rebé també la Medalla Memorial Huxley (2002), els premis Príncipe de Asturias d’humanitats (2003) i Internacional Catalunya (2015), i el màxim honor civil dels Estats Units, la Medalla Presidencial de la Llibertat (2025), entre d’altres.