Jean Dixon urodziła się 14 lipca 1896 roku w Waterbury w stanie Connecticut jako córka Williama Dixona i Mary Elizabeth Dixon. Pochodziła z rodziny o tradycjach episkopalnych. Otrzymała staranne wykształcenie i studiowała sztukę aktorską w Paryżu pod kierunkiem słynnej Sarah Bernhardt, co miało istotny wpływ na jej technikę sceniczną, dykcję i wyczucie rytmu dialogu.
Karierę rozpoczęła na Broadwayu, gdzie szybko stała się jedną z charakterystycznych aktorek komediowych lat 20. i 30. Była szczególnie ceniona przez dramatopisarza George S. Kaufman, który pisał role z myślą o jej talencie do wygłaszania ciętych, ironicznych kwestii w stylu deadpan. Jej sukces teatralny otworzył drogę do filmu.
Najbardziej znaną rolę stworzyła w komedii „My Man Godfrey” (1936), gdzie jako Molly – twardo stąpająca po ziemi służąca – stanowiła wyrazisty kontrapunkt dla ekscentrycznej rodziny Bullocków. Wystąpiła także w filmie „Holiday” (1938) u boku Cary’ego Granta i Katharine Hepburn, tworząc wraz z Edwardem Everettem Hortonem jedną z najbardziej cenionych par drugoplanowych w komedii tamtej dekady. Jej ekranowa kariera była jednak stosunkowo krótka – po 1938 roku niemal całkowicie wycofała się z kina, uznając, że Hollywood nie oferuje aktorkom charakterystycznym ról odpowiadających ich możliwościom. Powróciła przede wszystkim na scenę teatralną.
W życiu prywatnym była żoną aktora Paula McGratha, znanego m.in. jako gospodarza radiowego cyklu „Inner Sanctum Mysteries”. Ich małżeństwo uchodziło za jedno z bardziej dyskretnych i intelektualnych w nowojorskim środowisku artystycznym. Nie mieli dzieci.
Jean Dixon zmarła 12 lutego 1981 roku na Manhattanie w Nowym Jorku, krótko po przyjęciu do szpitala. Informacje o bezpośredniej przyczynie śmierci nie były szeroko publikowane. Nabożeństwo żałobne odbyło się w kościele św. Tomasza w Nowym Jorku. Jej kariera, choć skoncentrowana głównie w latach 30., pozostaje przykładem wybitnej aktorki charakterystycznej, która z powodzeniem połączyła precyzję europejskiej szkoły teatralnej z energią amerykańskiej komedii screwball.