Estudió en el Barnard College donde se licenció ciencias en 1974 y haciendo el doctorado en la Universidad de Columbia en 1979 sobre química inorgánica, haciendo una tesis sobre los compuestos conocidos como los azules de platino.
En 1989, es nombrada profesora titular del Instituto Tecnológico de California (CALTECH) y allí conoce a Peter Dervan, también químico, con el que contraerá matrimonio.
La American Chemical Society la ha premiado hasta en 7 modalidades distintas entre los años 1987-2006.
Jacqueline Barton, investigando sobre la incidencia de los metales en los sistemas biológicos, ha diseñado herramientas moleculares para explorar las variaciones en la estructura y conformación del ADN.
Barton ha estudiado las posibilidades que tienen las bases químicas del ADN de transferir electrones.