Nata nel New Jersey, figlia del banchiere Christopher Billopp Wyatt Jr. e di Euphemia Van Rensselaer Waddington, critico del quotidiano The Catholic World, Jane Wyatt crebbe a New York, dove frequentò la Chapin School. Dopo due anni di studi presso il Barnard College, si iscrisse alla Berkshire Playhouse di Stockbridge (Massachusetts) per studiare recitazione, approdando a Broadway con la pièceTrade Winds, che la impose all'attenzione di pubblico e critica.
All'inizio degli anni cinquanta la carriera cinematografica della Wyatt si fece più difficoltosa, principalmente per il sentimento di tacita opposizione manifestato dall'attrice nei confronti del maccartismo e degli atteggiamenti anti-comunisti, che raggiunsero l'apice in quel periodo e influenzarono negativamente la carriera di molti artisti del cinema statunitense. La Wyatt ritornò al teatro con successo nel 1951 nella pièceThe Autumn Garden, interpretata con Fredric March e Kent Smith, e tratta da un'opera di Lillian Hellman.
Iniziò poi a lavorare per il piccolo schermo in show di intrattenimento. La grande occasione arrivò nel 1954 con Papà ha ragione (Father Knows Best), accanto al celebre attore cinematografico Robert Young, una piacevole serie televisiva che conquistò grande popolarità negli Stati Uniti, incentrata sulle vicende quotidiane della famiglia Anderson di Springfield, una cittadina del Midwest. Con il ruolo di Margaret Anderson, interpretato per i successivi sei anni in complessivi 194 episodi, moglie devota e madre amorevole di tre figli, la Wyatt ottenne un grande successo personale, conquistando tre Emmy Award.
L'attrice continuò a lavorare con regolarità per la televisione anche durante gli anni sessanta, partecipando a celebri serie come Carovane verso il West (1962), Il virginiano (1964-1970) e L'ora di Hitchcock (1965). Nel 1967 interpretò un altro ruolo memorabile nell'episodio Viaggio a Babel della serie fantascientifica Star Trek, impersonando Amanda Grayson, la madre umana del vulcanianoSpock, primo ufficiale dell'Enterprise.
Il 9 novembre 1935 Jane Wyatt sposò l'uomo d'affari Edgar Bethune Ward, conosciuto alla fine degli anni venti, dal quale ebbe tre figli, Christopher (nato nel 1937), Michael (nato nel 1943) e Nicholas, morto in tenera età. Il matrimonio durò fino alla morte di Ward, avvenuta l'8 novembre 2000, il giorno prima del 65º anniversario di nozze della coppia.
Jane Wyatt morì il 20 ottobre 2006, all'età di 96 anni[1], per cause naturali. È sepolta al San Fernando Mission Cemetery di Mission Hills (California), accanto al marito.
