Biografia Debutta sul grande schermo nel film Uomini veri, nel ruolo della moglie dell'astronauta John Glenn. L'anno dopo è Betty, la moglie dell'astronauta David Bowman nel film 2010 - L'anno del contatto. Nel corso della sua carriera alternerà ruoli tra cinema e serie televisive, tra cui I segreti di Twin Peaks, Law & Order e Dr. House.
Vita privata È sposata con il direttore della fotografia e regista Caleb Deschanel, da cui ha avuto due figlie, Emily e Zooey, anch'esse attrici.
Filmografia Cinema Uomini veri (The Right Stuff) (1983) 2010 - L'anno del contatto (2010, The Year We Make Contact) (1984) Fuoco cammina con me (Twin Peaks: Fire Walk with Me) (1992) (scene cancellate) Il patriota (The Patriot), regia di Roland Emmerich (2000) Winter Passing (2005) Breach - L'infiltrato (Breach) (2007) La custode di mia sorella (My Sister's Keeper) (2009)
Televisione Storie incredibili (Amazing Stories) – serie TV, episodio 1x16 (1986) A Winner Never Quits (1986) Cameo by Night (1987) Voci nella notte (Midnight Caller) – serie TV, episodio 2x07 (1989) I segreti di Twin Peaks (Twin Peaks) – serie TV, 11 episodi (1989-1991) JAG - Avvocati in divisa (JAG) – serie TV, episodio 3x16 (1998) Bark! (2002) Law & Order - Il verdetto (Law & Order: Trial by Jury) – serie TV, episodio 1x11(2005) Dr. House - Medical Division (House M.D.) – serie TV, episodio 5x20 (2009)
Doppiatrici italiane Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, Mary Jo Deschanel è stata doppiata da: Graziella Polesinanti in Dr. House - Medical Division Valeria Perilli in Criminal Minds
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