Jana Hlaváčová se narodila v pražské Libni v rodině úředníka. Její otec se později stal knihovníkem a jeho životní vášní bylo divadlo, kterému se jako ochotník intenzivně věnoval. Obě své dcery od nejútlejšího věku také s prostředím divadla seznamoval. Ovlivnil je natolik, že se obě rozhodly pro herecké povolání. Jana Hlaváčová přiznává, že si vlastně nikdy neuměla představit jinou možnost obživy. Už na základní škole navštěvovala divadelní kroužek a hrála Alžbětu v Noci na Karlštejně. Začala studovat gymnázium a statovala v divadle S. K. Neumanna (dnes Divadlo pod Palmovkou), divadle Míly Melanové a ve Wolkerově divadle.
Hlaváčová měla štěstí, že zažila slavnou éru Národního divadla, které tehdy systematicky budovalo svůj repertoár na silných hereckých osobnostech a mělo stabilní soubor. Stala se neoficiální první dámou naší první scény, na některá představení chodili diváci především kvůli ní. Je považována za jednu z nejvýznamnějších, ne-li vůbec nejvýznamnější českou divadelní herečku 2. poloviny 20. století. S určitou nadsázkou lze říci, že Jana Hlaváčová znamenala pro české divadlo totéž, co Jana Brejchová pro český film. Má mimořádně široký herecký rejstřík, objevovala se v komediích, antických dramatech i psychologických hrách. V Národním divadle si našla druhého životního partnera - stal se jím významný herec Luděk Munzar. V roce 1971 se jim narodila dcera Barbora, která se později stala rovněž úspěšnou herečkou. Žijí společně v Praze- Modřanech, kde si koncem 60. let postavili dům. Se svým manželem si v Národním divadle zahrála v představení Naši furianti a objevili se spolu i v řadě televizních her, kupříkladu v televizním filmu KRÁLOVSKÝ OMYL.
V roce 1990 odešel Luděk Munzar pro nesouhlas s uměleckým směřováním souboru z Národního divadla a Jana Hlaváčová ho následovala. Začali spolu jezdit se zájezdovým představením S vůní šminek a benzínu. Po několika letech bez stálého angažmá zakotvila v roce 1995 v Divadle na Vinohradech, kde již dříve pohostinsky vystupovala. Opět tu získala řadu náročných rolí. Za účinkování ve hře Křehká rovnováha se v roce 1996 stala držitelkou ceny Thálie. Na scéně vinohradského divadla ztvárnila postavy např. v představeních Smutek sluší Elektře, Do naha nebo Kráska z Leenane. Vedle divadla spolupracuje Jana Hlaváčová s rozhlasem a věnuje se pedagogické práci na DAMU.
Pokud jde o film, objevila se sice v řadě českých snímků, obvykle ale nešlo o role významné a především hodné jejího talentu. Režiséři ji obvykle obsazovali do kostýmních úloh, kde vytvářela konkrétní historické osobnosti. Zahrála si tak Josefinu Kounicovou v KONCERTU NA KONCI LÉTA, Boženu Němcovou ve VERONICE nebo manželku Leoše Janáčka v životopisném snímku LEV S BÍLOU HŘÍVOU. Diváci si ji ale budou nejspíše pamatovat jako temperamentní zdravotní sestru Toničku z filmové série Dušana Kleina JAK BÁSNÍKŮM CHUTNÁ ŽIVOT, KONEC BÁSNÍKŮ V ČECHÁCH a JAK BÁSNÍCI NEZTRÁCEJÍ NADĚJI.