Джиллиан Андерсон родилась 9 августа 1968 года в США, в Чикаго. Мать Джиллиан работала компьютерным аналитиком, отец был владельцем компании, занимающейся постпродакшном фильмов. Из-за работы отца семья часто переезжала. Вскоре после рождения дочери семья перебралась в Лондон. Джиллиан переживала из-за своего американского акцента и старалась его убрать. Но, когда Джиллиан было 11 лет, семья перебралась обратно в США, в городок Грэнд-Рэпидс. И там ей уже пришлось избавляться от своего приобретенного британского акцента.
В Америке Джиллиан пошла в школу для одаренных детей, где стала играть в театральном кружке. Выйдя первый раз на сцену в роли Джульетты, Джиллиан сразу поняла своё призвание.
В 22 года актриса переезжает в Нью-Йорк и начинает там театральную карьеру. Желая попробовать себя в кино, Джиллиан вскоре перебирается в Лос-Анджелес, и в 24 года она получает роль агента Даны Скалли в сериале «Секретные материалы», после которой она стала знаменитой. На съемках сериала она познакомилась со своим первым мужем Клайдом Клотцем, от которого в 1994 году родила дочь Пайпер. Пара рассталась в 1997 году. В 2004 году Джиллиан выйдет замуж за Джуллиана Озэйна, но и этот брак окажется неудачным. В следующих отношениях, с Марком Гриффитсом, Джиллиан родит двух сыновей, но пара расстанется.
Актриса не боится пробовать себя в различных амплуа, играет как в кино, так и в театре. На сегодняшний день она востребована, уверенно чувствует себя в любом жанре. Неоднократно попадает в списки самых красивых и сексуальных актрис мира.
