Gillian Jacobs, nata in Pennsylvania ma di origini europee, comincia a studiare recitazione già a otto anni. Muove i primi passi da attrice sul palcoscenico del Pittsburgh Public Theater, dove partecipa a tutti i contest per la migliore interpretazione di un monologo di Shakespeare rivolti al pubblico del teatro. Le sue performance riscuotono successo, tanto che quando il teatro mette in produzione "Sogno di una notte di mezza estate", alla Jacobs viene assegnato il ruolo di Titania.
Dopo il diploma si trasferisce a New York per studiare recitazione presso la prestigiosa Julliard School, e dal 2006 comincia ad esiubirsi in piccoli teatri. Le sue interpretazione ricevono spesso critiche positive, addirittura il New York Times, recensendo una sua performance, la definisce una stella nascente.
Il primo ruolo televisivo per la Jacobs arriva con la serie tv The book of Daniel. Partecipa ai film Blackbird (2007), Choke (2008), Gardens of the Night (2008) e The Box (2009). Ma la popolarità arriva con il ruolo di Britta Perry nella serie televisiva Community. Nel 2014 è nel cast dell'ultima commedia di Steven Brill Una notte in giallo.