Vera Jayne Palmer tizenhárom évesen, turistaként járt először Hollywoodban, s ekkor esküdött meg, hogy egyszer még az ő aláírásáért fognak tülekedni a látogatók. Tizenhat évesen terhes lett egy Paul Mansfield nevű fiútól, akihez férjhez is ment. A 163-as intelligencia-hányadossal rendelkező, öt nyelven beszélő, kiválóan zongorázó és hegedülő fiatalasszony nem tett le álmairól: színészetet tanult, idővel a család Kaliforniába költözött.
Férje négy hónap múlva hazament Texasba, Jayne csak nevét tartotta meg. A szőkeség kezdetben mozikban árult cukorkát, de 1955-ben már a Playboy címlapján virított és modellszerződést is kapott. Első (csoport)képe a General Electric naptárában jelent volna meg - a cégnél azonban a hirdetni kívánt termékhez túl szexinek találták és nemes egyszerűséggel kivágták.
A filmvásznon először cigarettaárus lányként suhant át, zsengéit csak később bányászták elő, amikor Mansfield már szupersztár volt. Az ötvenes évek végén forgatta legsikeresebb filmjeit, a Szeszélyes autóbusz című Steinbeck-darabból készült filmben egy utcalány megformálásáért Arany Glóbusz díjat kapott. A benne rejlő színészi tehetséget nem sokszor mutathatta meg, szakmai ambícióit egyszerűen nem vették komolyan. A rendezők és a producerek jobbára könnyed komédiákban számítottak rá, a közönség sem a jellemformálásra, hanem tökéletes idomaira volt kíváncsi, így ragadt rá "a szegény ember Marilyn Monroe-ja" jelző, beskatulyázták a buta szőke szerepébe.
1957-ben ő volt a földkerekség legtöbbet fotózott asszonya. A következő évben sem került le a címlapokról, de ezúttal sem szakmai teljesítménye okán cikkeztek róla, hanem mert házasságot kötött Mickey Hargitay magyar születésű testépítő világbajnokkal. A két híresség három gyermeke közül Mariska Hargitay szintén színésznő lett, de Mansfield első házasságából született lánya is örökölt tőle valamit, ő 1976-ban tárta bájait a nyilvánosság elé a Playboy hasábjain. 1964-ben elvált Hargitaytól, de a szexbombának az alig egy évig tartó harmadik házasságából is született egy fia.
Marilyn Monroe halála után lanyhulni kezdett a szőke szexbombák iránti kereslet, Mansfield egyre kevesebb szerepet kapott. A filmtörténetbe mégis beírta magát: 1963-ban ő lett az első amerikai filmsztár, aki teljesen meztelenül mutatkozott a vásznon. A filmet néhol be is tiltották, másutt azonban csak úgy csődültek rá a nézők - a botrány viszont egyszer s mindenkorra lehetetlenné tette, hogy Mansfield valaha is komoly szerepet kapjon. Anyagi csőd persze nem fenyegette: lemezei szépen fogytak, a klubokat, színháztermeket még mindig megtöltötte, hetente 10-25 ezer dollár gázsit kasszírozott.
1967. június 29-én hajnalban egy tévéfelvételre igyekezve kocsija egy álló teherautóba rohant. A 34 éves filmsztárnak a hátsó ülésen utazó gyerekei sértetlenek maradtak, ő viszont azonnal meghalt. Életéről forgattak filmet, ihletett rockdalokat és könyveket, egy időben a kocsik lökhárítójának két kidudorodó részét Amerikában Jayne Mansfieldnek nevezték.