Дженсен Эклз родился 1 марта 1978 года в городе Даллас, штат Техас. Родившись в актерской семье, у парня почти не оставалось вариантов с выбором профессии. Мальчик рос активным и ходил в обычную школу. Первая роль ему досталась еще в школьном возрасте, когда родители дали согласие на его участие в съемках рекламного ролика. Тем не менее, сначала мальчик не хотел быть актером и собирался пойти учиться на физиотерапевта. Но в конце концов он передумал и отправился в Лос-Анжелес.

В 1996 году он впервые дебютировал на телеэкране как актер телесериала. Он умудрился засветиться сразу в трех мыльных операх: «Школа в Ласковой долине», «Мистер Роудс» и «Сибилл». Через год он добивается попадания в телесериал канала NBC «Дни нашей жизни» на роль Эрика Брэйди, В этой роли он провел целых 3 года и в 2000 году покинул сериал, решив двигаться дальше по карьерной лестнице.

Дженсен Эклс вскоре оказывается на съемочной площадке мини-сериала «Блондинка» о жизни Мерлин Монро. В то же время он безуспешно пытается пробиться в сериал «Тайны Смолвиля», но режиссер отдает роль Кларка Кента другому актеру.

В 2001 году телеканал Fox запускает новый сериал «Темный ангел», где Дженсену достается небольшая роль серийного убийцы и маньяка по имени Бен/Х5-493, который также был братом Макс/Х5-452, главной героини всего проекта, которую тогда играла Джессика Альба. По сюжету персонаж Дженсена погибает, но режиссер и продюсеры решают вернуть понравившегося им актера на роль близнеца маньяка, погибшего ранее. Эклс снимается в этом сериале вплоть до 2002 года, пока сериал не прекращает свое существование.

В 2003 году Дженсен попадает в группу актеров сериала «Бухта Доусона», который демонстрировали по телеканалу Warner Brothers. Также он снимается в небольшой короткометражке The Plight of Clownana, увидевшей свет уже в 2004 году. В этом же году он получает предложение, о котором давно мечтал – сыграть роль в телесериале «Тайны Смолвиля», и принимает его.

В 2005 году Дженсен Эклс снимается вместе с собственным отцом в полнометражном фильме «Пожиратель душ», сыграв в нем главную роль. В том же году начинаются съемки сериала «Сверхъестественное», который вскоре станет очень популярным. В этом сериале Дженсену достается главная роль старшего брата по имени Дин Винчестер.

С 2007 года Дженсен Эклс регулярно участвует в театральных постановках, в том числе и в телеспектаклях.

15 мая 2010 года Дженсен женится на актрисе сериала «Холм одного дерева» Дэннил Харрис после 4 лет отношений.