
Jun Ji-hyun lahir dengan nama Wang Ji-hyun. Mimpi masa kecilnya adalah menjadi seorang pramugari, tetapi pada usia 16, ia ditemukan oleh seorang editor fashion. Menggunakan nama panggung Jun Ji-hyun, ia memulai kariernya sebagai model untuk École Magazine pada tahun 1997. Jun pertama kali dikenal sebagai model komersial dan sebagai aktris TV. Ia membuat debut filmnya dalam White Valentine yang hanya menyedot sedikit penonton pada tahun 1999, meski demikian saat ia tampil di sebuah iklan untuk Samsung My Jet Printer sejak saat itu ia menjadi sensasi yang populer. Jun membuat penampilan di film pertamanya pada akhir tahun 2000 dengan judul Il Mare, sebuah melodrama dengan set mahal yang di-shoot di Pulau Ganghwa, film ini mendapat berhasil meraih box office dan ini meneguhkan status Jun sebagai seorang bintang.

Tahun 2004 dia kembali ke layar lebar dalam film berjudul Windstruck dengan Kwak Jae-yong, direktur My Sassy Girl. Peran Jun dalam film tersebut adalah seorang polisi, tetapi banyak pemirsa merasa peran itu terlalu mirip dengan peran Jun di My Sassy Girl. Meskipun demikian, Windstruck menjadi film Korea yang sukses di Jepang pada saat itu, di mana My Sassy Girl itu tidak dikenal di Jepang. Proyek film Jun berikutnya yaitu bekerja sama dengan Jung Woo-sung (yang sering muncul bersama-sama dengan dia di iklan Giordano dan 2% Lotte Chilsung Air), dan film ini menarik perhatian karena menggunakan lokasi shooting 100% di Belanda, dan disutradarai oleh sutradara Hong Kong Andrew Lau. Namun film ini gagal meraih box-office dan kurang mendapat apresiasi dari pemirsa.

Pada tahun 2010, dia berperan dengan aktris Cina Li Bingbing dalam film berbahasa Inggris Snow Flower and the Secret Fan, berdasarkan novel laris karya Lisa See dengan judul yang sama, yang disutradarai oleh Wayne Wang. Film ini berlatar pada abad ke-19 China, bercerita tentang persahabatan seumur hidup antara dua perempuan, Lily dan Snow Flower. Jun lalu berperan di film berjudul The Thieves. The Thieves menjadi film terlaris kedua Korea sepanjang masa. Di film thriller The Berlin File, Jun berperan sebagai penerjemah yang menikah dengan seorang agen intelijen Korea Utara di 2013, dan sutradara Ryoo Seung-wan memuji adegan aksi Juni dan dialek Korea Utara-nya.
14 tahun setelah drama TV Happy Together pada tahun 1999, Jun melakukan comeback ke televisi dalam drama My Love From The Stars. Kim Soo-hyun (pasangan main Jun di The Thieves) memainkan alien yang mendarat di bumi 400 tahun yang lalu selama Dinasti Joseon, kemudian jatuh cinta kepada aktris top (yang diperankan oleh Jun Ji-hyun). Seri ini meraih sukses, memicu tren di dunia fashion dan make-up. Berkat serial ini, Jun memenangkan Daesang (atau "Grand Prize"), penghargaan tertinggi untuk televisi, di 2014 Baeksang Arts Awards dan 2014 SBS Drama Awards.