Будущий актер родился 1 марта 1978 года в Техасе, в городе Даллас. Большое семейство Эклс, в котором помимо Дженсена есть старший сын Джошуа и младшая дочь Маккензи, имеет шотландские корни.
Семья Дженсена давно связана с киноиндустрией – отец Дженсена, Алан Роджер Эклс, работал актером. Дженсен окончил школу сначала в Ричардсоне, потом учился в Аполло и школе Беркнера. После полученного среднего образования Дженсен хотел поступать в университет Техаса, чтобы стать терапевтом, но... Планы молодого человека резко изменились. Дженсен решил ехать в Лос-Анджелес и начинать карьеру актера. Выбор профессии был не случайным: еще будучи маленьким мальчиком он снимался в рекламных кампаниях детских товаров. А сразу по окончании школы Беркнера в 1996 году стал появляться в маленьких, эпизодических ролях в телевизионных сериалах.
Первыми проектами Эклса стали «Мистер Роудс» и «Школа в Ласковой долине». Затем его пригласили на эпизодическую роль в телесериал «Сибилл». Годом позже, в 1997-м, компания NBC утвердила Дженсена на роль Эрика Брэйди на роль в мыльную оперу «Дни нашей жизни», но спустя три года после начала съемок, Дженсен покинул сериал ради телепроекта о Мэрилин Монро «Блондинка».
Эклс участовал в кастинге на роль Кларка Кента («Тайны Смолвилля»), однако роль дали другому актеру – ее получил Том Уэллинг. После «Блондинки» Дженсен снялся в роли маньяка в проекте Джеймса Кэмерона «Темный ангел». В 2003 году Эклс присоединился к съемочной группе сериала «Бухта Доусона» (в российской версии «Лето наших надежд»), где играл Си Джея, парня Джен. Параллельно с работой над «Бухтой Доусона» Дженсен снимался в проекте «Спокойная жизнь», однако по каким-то причинам телеканал-заказчик Fox остановил съемки, и сериал так и не вышел в эфир.
В 2004 году Дженсен уехал в Канаду, где в Ванкувере шли съемки «Тайн Смолвилля». Эклса пригласили сыграть Джейсона Тига, бойфренда Ланы Лэнг. Через год, в 2005, Дженсен и его отец появились в одном фильме режиссера Девида Уинклера. В ужасах «Пожиратели душ» младший Эклс сыграл роль Джейка Грэя, а старший – Пола Килтона.
В том же 2005 году Дженсен получил одну из главных ролей в сериале «Сверхъестественное», куда его и Джареда Падалеки пригласил режиссер проекта Эрик Крипке. Сериал стал всемирно успешным.
В 2007 году независимый американский режиссер Дэвид Маккей утвердил Дженсена на роль Боаза Пристли в своем фильме «Десятидюймовый герой». В том же году Дженсен появился на сцене театра Техаса (Casa Manana) в постановке «Несколько хороших парней», где сыграл вместе с актером Лу Даймондом. Этот спектакль стал первым театральным опытом актера.
В 2009 году Дженсен Эклс исполнил главную роль в фильме Патрика Люсье «Мой кровавый Валентин» Забавно, что одна из серий телевизионного сериала «Сверхъестественное», где снимался Дженсен, также имела название «Мой кровавый Валентин» (14 серия 5 сезона).
Дженсен попробовал себя в качестве режиссера, поставив третью серию седьмого сезона сериала «Сверхъестественное». Кроме того он снял в сериале четвертую серию шестого сезона.
Дженсен имеет награды: премия «Выдающийся мужской дебют» (1998), «TV Guide Award”» (2011) за работу в «Сверхъестественном».
С 2010 года Дженсен женат на актрисе и фотомодели Дэннил Харрис.
