Жанна Андреевна Болотова родилась 19 октября 1941 года на курорте «Озеро Карачи» Новосибирской области. В кино Жанна дебютировала еще будучи школьницей, в фильме режиссеров Льва Кулиджанова и Якова Сегеля «Дом, в котором я живу» в 1957 году.
В своем первом фильме начинающая актриса создала образ юной, но мужественной девушки Гали Волынской, где проявились отличительные свойства Жанны – нежная грация и утонченное обаяние.
В 1964 году Жанна окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии, мастерскую Сергея Герасимова и Тамары Макаровой, а затем работала актрисой в Театре-студии киноактера.
Для более зрелого творчества актрисы характерны женственность, изысканная утонченность и интеллигентность. Главным образом Болотова снималась в фильмах двух режиссеров: Сергея Герасимова: «Люди и звери» (1962), «Любить человека» (1972), и своего мужа Николая Губенко: «Подранки» (1977), «Из жизни отдыхающих» (1980), «И жизнь, и слезы, и любовь» (1984) и других.
Одной из последних работ актрисы стала эпизодическая роль в фильме «Жмурки» в 2005 году, в котором она снялась после долгого перерыва.
Жанна Болотова удостоена звания Народной артистки РСФСР в 1985 году. Она лауреат Государственной премии СССР (1977) за участие в фильме «Бегство мистера Мак-Кинли», премии за лучшую женскую роль Международного кинофестиваля в Триесте (1974), фильм «Молчание доктора Ивенса» и других.