Дженнифер и Пол назвали одного из сыновей Стелланом в честь шведского актёра Стеллана Скарсгарда.
Отец Дженнифер имел ирландские и норвежские корни, мать из семьи евреев — выходцев из России и Польши.
Со своим мужем, английским актёром Полом Беттани, познакомилась на съёмках «Игр разума».
Её отец - Джерард Коннелли, мать - Айлин Коннелли.
Один из приятелей отца Дженнифер занимался рекламой, он предложил девушке пойти на просмотр в модельное агентство; в 10 лет она начала сниматься в рекламе для газет и журналов, потом переключилась на телерекламу.
Полное имя - Дженнифер Линн Коннелли (Jennifer Lynn Connelly).
У Дженнифер Коннелли трое детей: сын Кай Дуган (род. в июле 1997) от её бывшего возлюбленного Дэвида Дугана; сын и дочь от её брака с Полом Беттани - Стеллан Беттани (05.08.03) и Агнес Ларк Беттани (31.05.11).
После окончания школы она поступила в Йельский университет, где два года изучала английский язык и драматическое искусство, позже она перевелась в Стэнфордский университет, чтобы играть в классическом театре и учиться импровизации. Обучение в Стэнфорде Коннелли не завершила.