Nata e cresciuta a Birmingham, sua madre lavorava nella pubblicità, mentre il padre era un giornalista. I suoi genitori divorziarono quando lei aveva solo 3 anni, e lei e il fratello maggiore vennero affidati alla madre.[1] In alcune interviste ha affermato di non essere in buoni rapporti con la sua famiglia che lei stessa ha definito "estremamente chiusa".[1][2] Ha anche origini italiane: una sua trisavola era originaria di Lucca.[3]
Si è laureata in inglese all'Università di Oxford, presso il Wadham College.[4] Nel 2005 si unisce alla Oxford University Dramatic Society apparendo in alcuni spettacoli come La commedia degli errori di Shakespeare, accanto a Harry Lloyd. Incoraggiata a studiare recitazione dalla madre e dallo zio attore Michael Hadley, già all'età di 11 anni apparve in serie TV che le diedero rilevanza.[5] Dopo un abbandono delle scene per qualche anno, ritorna nel 2008 ottenendo piccoli ruoli in film indipendenti e soap opere inglesi.
Nel 2010 partecipa al film Hysteria nelle vesti della figlia minore del Dr. Dalrymple, Emily Dalrymple. È protagonista nel film Chalet girl del 2011. Ma il suo vero debutto è nel 2011 quando viene scelta come protagonista per la commedia drammatica Like Crazy, dove recita al fianco di Anton Yelchin; per la sua interpretazione vince diversi premi tra cui quello del Sundance Film Festival 2011 come miglior performance drammatica. Nel 2014 è la protagonista femminile del film biografico La teoria del tutto insieme a Eddie Redmayne, interpretazione che le vale la sua prima nomination agli Oscar come migliore attrice protagonista.
Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, Felicity Jones è stata doppiata da:
Valentina Favazza in Chéri, Chalet Girl, Hysteria, The Amazing Spider-Man 2 - Il potere di Electro, La teoria del tutto, True Story, Autobahn - Fuori controllo, Sette minuti dopo la mezzanotte, Inferno, Rogue One: A Star Wars Story, Una giusta causa, The Midnight Sky, L'ultima lettera d'amore, Dead Shot - Vendetta disperata
Perla Liberatori in Flashbacks of a Fool, L'abbazia di Northanger
(EN) Felicity Jones: Ambridge goes to Brideshead, su thesundaytimes.co.uk, 28 settembre 2008. URL consultato il 19 aprile 2015 (archiviato dall'url originale il 19 aprile 2015).