Настоящее имя — Жаннетта.

Родилась 11 мая 1940 года в Полтаве (Украинская ССР, СССР).
После переезда семьи в Ленинград первые уроки актёрского мастерства получила в Ленинградском городском дворце пионеров имени Жданова.
Окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии (1964, мастерская Сергея Герасимова и Тамары Макаровой).

Актриса Театра-студии киноактёра.

Народная артистка РСФСР (1988).

В последние годы актриса практически перестала сниматься и жила в своём доме в Псковской области, переезжая в Москву только на зиму.

Её первым мужем был кинорежиссёр Евгений Васильев, в браке родилась дочь, в последующем актриса Екатерина Васильева, внучки — актриса Марьяна Спивак и Ксения. Второй муж (гражданский брак) — писатель, сценарист и актёр Артур Макаров (убит в 1995 году).

Жанна Прохоренко ушла из жизни 1 августа 2011 года после тяжёлой продолжительной болезни в одной из больниц Москвы. Похоронена актриса 4 августа на Хованском кладбище столицы.