Tommy Lee Jones nació el 15 de septiembre de 1946 en San Saba, Texas. Estudió en Harvard en donde compartió habitación con el futuro vicepresidente, Al Gore, y se graduó en 1969 de la Licenciatura en literatura inglesa.
Se mudó a Nueva York y comenzó su carrera teatral en Broadway en A Patriot for Me (1969) y en 1970, hizo su debut cinematográfico en Historia de amor. Algunas obras de teatro en las que participó son Al sordo cielo (1969), Cuatro en un jardín (1971), Blue Boys (1972) y Ulises en la ciudad de noche (1974).
Apareció en la telenovela One Life to Live (1968). Se mudó con su esposa Kate Lardner y sus dos hijos a Los Ángeles y allí comenzó a obtener algunos papeles para proyectos de televisivos como Los ángeles de Charlie (1976), Smash-Up en la Interestatal 5 (1976) y El asombroso mundo de Howard Hughes (1977).
Mientras trabajaba en la película Dos hacia California (1981), conoció y se enamoró de Kimberlea Cloughley, con quien luego se casó. Debutó como director en Viejos muchachos (1995) y saltó a la fama tras aparecer en películas como Alerta Máxima y JFK. Su actuación en El Fugitivo (1993) le valió un Oscar a Mejor Actor de Reparto, lo cual le permitió obtener personajes en importantes películas como Hombres de Negro (1997), Sin Lugar para los Débiles (2007), Lincoln (2012), entre muchas otras. Sus últimos proyectos incluyen Bienvenidos a Villa Capri (2017) , Shock y pavor (2017) y Ad Astra (2019).