1972'de Houston, Teksas'ta dünyaya geldi. Annesi Patricia Ann bir İngilizce öğretmeni, babası William John Garner ise bir kimya mühendisiydi. Melissa Garner Wiley adında bir ablası ve Susannah Garner Carpenter adında bir kız kardeşi vardı. 4 yaşındayken babasının işi yüzünden Batı Virginia'ya taşındılar ve Garner, üniversite yıllarına kadar burada yaşadı. Ailesi Garner'a hayallerinin peşinden gitmesi yolunda hep destek oldu. Oyuncu 1990'da George Washington Lisesi'nden mezun oldu. Lise yıllarında saksafon çalmayı öğrendi, yüzme takımına girdi, ayrıca 9 yıl boyunca bale yaptı. Liseyi bitirdikten sonra Denison Üniversitesi'nin kimya bölümüne girdi. Ancak sahne sanatlarına daha fazla ilgi duyduğunu keşfedince kimya bölümünden ayrılıp lisansını dramada devam ettirdi. 1994'te mezun olduktan sonra, New York'taki bir arkadaşını ziyareti sırasında kariyerine tiyatroyla devam etmeye karar verdi.
New York'ta yaşamaya başlayan Garner, bir tiyatroda haftada 150$ kazanabileceği bir rol buldu. Bu rol Garner'ın yolunu açtı ve Daniele Steele romanından uyarlama olan bir televizyon filmi olan Zoya'nın kadrosuna katıldı. Daha sonra düşük reytingler alan Time of Your Life ve Significant Others adlı televizyon dizilerinde oynadı, 1997'de yayınlanan ve yine bir televizyon filmi olan Rose Hill'in oyuncuları arasındaydı. 1996'da, Amerika'da ilgiyle izlenen, şu sıralar Türkiye'de de yayınlanan Law & Order adlı dizinin bir bölümünde oynadı. Bu sırada birlikte olduğu erkek arkadaşıyla yaşayabilmek için Los Angeles'a taşındı ve burada garsonluk yapmaya başladı. Felicity adlı diziden teklif alınca bu işi bıraktı ve dizide Scott Foley'in kız arkadaşını canlandırdı. 2000'de Dude, Where's My Car adlı komedi filminde Ashton Kutcher'la birlikte oynadı ve bu parlayışının ardından 2001 yapımı Pearl Harbor'da Ben Affleck ve Kate Beckinsale gibi ünlülerle rol aldı.
Yine 2001 yılında, Garner'ın daha önce rol aldığı Felicity dizisinin yapımcısı olan J.J. Abrams, oyuncuya Alias adlı dizinin başrol oyuncusu olma teklifini götürdü. Garner, dizide bir ajan olan Sydney Bristow'u canlandıracaktı. Teklifi kabul eden Garner, tekvando dersleri almaya başladı. Dizinin büyük beğeni toplamasıyla birlikte Ocak 2002'de, henüz 1. sezon bölümlerinin yarısı bile yayınlanmamışken "Bir Televizyon Dizisindeki En İyi Kadın Oyuncu" dalında Altın Küre kazandı. Garner, diziye bölüm başına 45.000$ alarak başlamıştı, bu rakam sonraki sezonlarda 150.000$'a kadar çıktı. Oyuncu, dizideki roluyle 4 kez Altın Küre Ödülleri'ne, 4 kez de Emmy Ödülleri'ne aday oldu. 2005'te Screen Actors Guild'den "Yılın Oyuncusu" ödülünü aldı. Garner aynı zamanda Alias!la birlikte yönetmenliğe de el attı, dizinin 4. sezonundaki "In Dreams" adlı bölümü kendisi yönetti.
Alias'taki başarısının ardından Garner sinemaya dönmeye karar verdi. Steven Spielberg'ün Catch Me If You Can adlı filminde, Ben Affleck’le birlikte Daredevil (2003) ve bu filmin devamı olan 2005 tarihli Elektra'da, 13 Going On 30 (2004) adlı komedi filminde oynadı. Oyuncu, Forbes Dergisi'nin araştırmasına göre yılda 14 milyon dolarla Hollywood'un en çok kazanan 5. aktristiydi. 2007 yapımı Juno filminde, Juno'nun doğuracağı çocuğu evlat edinmeye hazırlanan Vanessa rolünde oynadı. Yine bu yıl Catch and Release filminde yer aldı. 2013'te Dallas Buyers Club, 2015'te Danny Collins, 2016'da Nine Lives gibi filmlerde oynayarak kariyerini sürdürdü.
Garner, 19 Ekim 2000’de, Felicity dizisinde birlikte rol aldığı Scott Foley'le evlendi. Çift, Mart 2004'te boşandı. Daha sonra Alias'taki rol arkadaşı Michael Vartan ile kısa bir süre birlikte oldu, bu ilişkinin hemen ardından Daredevil'den rol arkadaşı Ben Affleck'le birlikte olmaya başladı. 29 Haziran 2005'te Affleck ve Garner evlendi. Bu sırada Garner hamileydi. 1 Aralık 2005'te ilk çocukları Violet Anne Affleck dünyaya geldi. Daha sonra, Seraphina "Sera" Rose Elizabeth (d. 2009) ve Samuel "Sam" Garner (d. 2012) adlarında 2 çocuk daha dünyaya getirdi. 2017'de çift yollarını ayırdı.
Garner yemek yapmaktan, bahçeyle uğraşmaktan hoşlanıyor ve kick-box yapıyor. Oyuncunun en iyi arkadaşı ise aktris Jean Louise Kelly.
