Jayne Seymour Fonda sinh ngày 21 tháng 12 năm 1937, tại thành phố New York, là con gái của nam diễn viên Henry Fonda và nhà hoạt động xã hội người Cannada Frances Ford Brokaw, nhũ danh Seymour. Theo lời kể của Bà, họ của họ đến từ một tổ tiên người Ý di cư đến Hà Lan vào những năm 1500. Ở đây, họ bắt đầu kết hôn và sử dụng tên tiếng Hà Lan. Tổ tiên đầu tiên của Jane Fonda đến New York sinh sống vào năm 1650. Bà cũng mang ba dòng máu là Anh, Scottish, và Pháp. Bà được đặt theo tên người vợ thứ ba của vua Henry VIII, Jane Seymour, người được cho là họ hàng xa bên mẹ bà. Bà cũng có một em trai, Peter, cũng là một diễn viên, một em gái cùng mẹ khác cha, Frances de Villers Brokaw, có con gái là Pilar Corrias, chủ sở hữu của Pilar Corrias Gallery ở London. Vào ngày 14/4/1950, khi Fonda 12 tuổi, mẹ Bà đã tự tử trong quá trình điều trị bệnh tâm thần. Cũng trong năm đó, Cha của Bà kết hôn với Susan Blanchard (sinh năm 1928), cuộc hôn nhân này kết thúc sau 9 năm chung sống. Năm 15 tuổi, Fonda học múa tại Fire Island Pines, New York. Bà tham gia học viện Greenwich tại Greenwich, Connecticut.

Fonda từng học tại Willard Emma ở Troy, New York và trung học Vassar ở Poughkeepsie, lúc đó Bà chỉ là một nữ sinh bình thường. Trước khi bắt đầu sự nghiệp diễn xuất của mình, Fonda là một người mẫu, từng gương mặt đại diện trang bìa của Vogue ba lần.