Петті Вудард в юності мріяла стати цирковою артисткою, але цьому чинив опір її батько. Все ж пристрасть до виступів не вщухала, і вона вирішила зайнятися акторською кар'єрою.
Грати на сцені почала в театрах Чикаго, а в кіно дебютувала в 1913 році. У наступні два роки акторка повністю присвятила себе кіно, знявшись у понад 20 фільмах, після чого повернулася в театр. Через 15 років театральної кар'єри Джейн Дарвелл з'явилася в Голлівуді у фільмі «Том Сойєр», почавши тим самим другий етап своєї кінокар'єри. У кіно вона зазвичай втілювалв домогосподарок, матерів головних героїв, старших жінок, тіточок і бабусь.
У 1941 році Джейн Дарвелл стала володаркою премії «Оскар» як краща акторка другого плану за роль мами Джоад у фільмі «Грона гніву».
В цілому за свою кар'єру актоока знялася в понад 180 фільмах, серед яких «Віднесені вітром» (1939), «Диявол і Деніел Уебстер» (1941), «Моя дорога Клементина» (1946), «Фургонщік» (1950), «В клітці» (1950) і багато інших. Її останньою роллю стала стара жінка, що годує птахів, у диснеївському фільмі «Мері Поппінс» (1964).
Джейн Дарвелл померла від інфаркту 13 серпня 1967 року в передмісті Лос-Анджелеса у віці 87 років і була похована на меморіальному кладовищі в Глендейлі, Каліфорнія.