Джордана Брюстер родилась в городе Панама-Сити, Панама в семье американского инвестиционного банкира и бывшей фотомодели из Бразилии Марии Жуан (урождённой Леал Ди Соза). После рождения она жила в Лондоне в течение шести лет, до тех пор, пока не переехала в родной город матери Рио-де-Жанейро, где научилась бегло говорить по-португальски. Здесь она впервые привлекла внимание бразильских зрителей, исполнив роль танцовщицы в популярном детском шоу. В 10 лет она переехала в Нью-Йорк. Брюстер проходила обучение в Convent of the Sacred Heart и окончила Professional Children’s School в Нью-Йорке. Затем она поступила в Йельский университет, который окончила в 2003 году. Её дед по отцу, Кингман Брюстер-мл., в 1963—1977 годах был президентом Йельского университета.
Брюстер дебютировала с эпизодической роли в дневной мыльной опере «Все мои дети» в 1995 году. Вскоре после этого она получила роль Никки Мэнсон в мыльной опере «Как вращается мир», которая в 1997 году принесла ей номинацию на премию «Дайджеста мыльных опер» лучшей молодой актрисе. Параллельно с работой в мыле, Брюстер обучалась актёрскому мастерству и в 1998 году дебютировала на большом экране с одной из главных ролей в подростковом триллере «Факультет». В следующем году она появилась в мини-сериале «Шестидесятые», вскоре ушла из мыльной оперы, а в 2001 году снялась с Камерон Диас в фильме «Невидимый цирк».
Прорывом в карьере Брюстер стала роль в фильме 2001 года «Форсаж», вскоре после чего она регулярно попадала на верхние строчки в рейтинги самых сексуальных женщин мира. Дополнительный интерес прессы к Брюстер в тот период вызвал её роман с Марком Уолбергом. Хотя фильм имел большой успех, она решила продолжить обучение и в следующий раз появилась на экране лишь в 2004 году, сыграв в провальной комедии «Шпионки». Следом она сыграла главную роль в независимой драме «Рядом с Грейс», а в 2006 году появилась напротив Джеймса Франко в фильме «Поединок». В том же году она сыграла главную роль в фильме ужасов «Техасская резня бензопилой: Начало», самом коммерчески успешном проекте, где она играла ведущую роль.
В 2007 году Брюстер предприняла попытку вернуться на телевидение с главной ролью в пилоте «Мистер и миссис Смит» для ABC, основанном на одноимённом фильме с Анджелиной Джоли. Пилот имел огромный бюджет, однако канал решил его не заказывать для последующей трансляции. Брюстер следом была приглашенной звездой в нескольких эпизодах сериала «Чак», а после вернулась к своей роли во франшизе «Форсаж». Она снялась в фильмах «Форсаж 4» (2009), «Форсаж 5» (2011) «Форсаж 6» (2013) и «Форсаж 7» (2015).
В начале 2011 года Брюстер была приглашена на роль Элены Рамос в телесериал «Даллас», который является продолжением одноимённого телесериала 1978—1991 годов. Её персонаж является одной из двух ведущих женских героинь, а сериал стартовал в июне 2012 года. 3 октября 2014 года сериал был закрыт после трёх сезонов из-за спада рейтингов. В следующем году Брюстер взяла на себя заметные роли в двух сериалах-антологиях; «Секреты и ложь» на ABC, и «Американская история преступлений: Народ против О. Джея Симпсона» на FX.