Mary Jo Deschanel nació en 1945 en Los Ángeles.

Está casada con Caleb Deschanel, un director de fotografía que ha trabajado para grandes películas y también para Twin Peaks y sus hijas son Emily y Zooey Deschanel, que actualmente triunfan en Hollywood como actrices.

En Twin Peaks interpreta a Eileen Hayward durante once episodios. Eileen es la madre de Donna y Mujer del Dr. Hayward.

En cine ha trabajado en las películas: La decisión de Anne, El patriota, 2010: Odisea dos y Elegidos para la gloria.

Deschanel aparece acreditada en la película El espía como la esposa del personaje de Ed Harris, aunque sólo se ve en una foto que cuelga en una pared. También grabó sus escenas para Twin Peaks: fuego camina conmigo pero al final no las editaron para la película.

En tv aparece en: House, Ley y orden, JAG: Alerta roja, Twin Peaks y Cuentos asombrosos.