Алисия Кристиан Фостер родилась 19 ноября 1962 года в Лос-Анджелесе. Отец бросил ее мать Брэнди до того, как родилась Джоди. У Фостер также есть брат Бадди и две старшие сестры Конни и Синди.
Актёрская карьера Джоди началась с трёх лет, когда она начала сниматься в рекламных роликах и телесериалах. В 1970-х годах снялась в нескольких фильмах студии Уолта Диснея.
Дебют Джоди в большом кино — фильм «Наполеон и Саманта» (1973). В 1974 году появилась в фильме Мартина Скорсезе «Алиса здесь больше не живёт».
За следующую роль несовершеннолетней проститутки в фильме Скорсезе «Таксист» в 14 лет Джоди была номинирована на премию «Оскар». После этого фильма, по сюжету которого герой Роберта Де Ниро совершает покушение на кандидата в президенты, её долгое время преследовал некий Джон Хинкли. В 1981 году Хинкли попытался убить президента США Рональда Рейгана. На следствии он заявил, что хотел произвести впечатление на Джоди.
В 1985 году Фостер окончила Йельский университет по специальности «литературоведение». IQ Джоди — 132. Джоди вернулась в большое кино, сыграв главную роль в фильме «Обвиняемые» в 1988 году, за которую получила премию «Оскар».
Спустя три года получила второй «Оскар» за главную роль в фильме «Молчание ягнят». В 1995 году была снова номинирована на эту кинопремию за роль в фильме «Нелл», но в этот раз статуэтка досталась другой номинантке.
Но всё же Фостер вместе с Хилари Суонк является актрисой, завоевавшей 2 премии «Оскар» до 30 лет.
Затем последовали фильмы «Мэверик» (1994), «Контакт» (1997), за главную роль в котором она получила «Золотой глобус», «Анна и король» (1999), «Комната страха» Дэвида Финчера в 2002 году, «Иллюзия полета» (2005), «Не пойман — не вор» (2006), «Отважная» (2007), «Остров Ним» (2008).
Джоди несколько раз пробовала свои силы в качестве режиссёра. В 1991 году она сняла фильм «Маленький человек Тэйт», повествующий о непростой судьбе мальчика-вундеркинда, в 1995 году «Домой на праздники» (с участием Холли Хантер, Роберта Дауни-младшего, Энн Бэнкрофт, Чарльза Дернинга, Дилана Макдермотта, Джеральдин Чаплин и Стива Гуттенберга). «Бобер», где Джоди и Мел Гибсон выступили в главных ролях, вышел в 2010 году.
На 2013 год запланирован выход научно-фантастического фильма «Элизиум» с её участием.
У Джоди Фостер двое сыновей — Чарльз (родился 20 июля 1998 года) и Кристофер (родился 29 сентября 2001 года).
В декабре 2007 года Джоди объявила, что вот уже 14 лет живёт с партнёршей-лесбиянкой — продюсером Сидни Бернард. Через полгода после этого признания пара рассталась. Новой возлюбленной Джоди стала 51-летняя сценарист и продюсер Синди Морт.