Джиллиан Андерсон родилась 9 августа 1968 года в Чикаго (штат Иллинойс, США).
Свою карьеру актрисы Джиллиан Андерсон начинала, еще учась в школе, в любительской актерской труппе. Любовь к театру привела ее в национальный британский театр при Корнелльском университете в Итаке (Нью-Йорк), затем она заканчивала образование в Гудменовской театральной школе при Университете "Де Поль" в Чикаго. В 1993 году Джиллиан получила роль, сделавшую ее знаменитой, - роль агента ФБР Даны Скалли в телесериале "Секретные материалы".На съемочной площадке Джиллиан Андерсон встретила Клайда Клотца, за которого вышла замуж 1 января 1994 года, а в сентябре того же года у них родилась дочь Пайпер. В 1998 году на экраны вышел полнометражный фильм "Секретные материалы", где, как и в сериале, одну из главных ролей исполнила Джиллиан Андерсон.
Снималась также в фильмах:"Великан"(1998),"Превратности любви "(1998),"Дом радости"(2000),"Последний король Шотландии"(2006),но,видимо,лучшей ее работой останется "X-Files".