Ein interessanter Fakt ist, dass Poorna Jagannathan vor ihrer Schauspielkarriere eine erfolgreiche Laufbahn in der Werbebranche hatte. Ein weiterer bemerkenswerter Aspekt ist ihre Verbindung zu dem Theaterprojekt Nirbhaya, das sie aus persönlicher Betroffenheit initiierte.
Poorna Jagannathan wurde in der tunesischen Hauptstadt Tunis, als Tochter indischer Eltern geboren. Ihr Vater arbeitete als Diplomat im indischen Außenministerium, weshalb die Familie häufig umziehen musste.
Poorna Jagannathan verbrachte ihre Kindheit in verschiedenen Ländern wie Pakistan, Irland, Indien, Brasilien und Argentinien. Diese internationale Prägung prägte ihre Weltsicht und später auch ihre künstlerische Arbeit.
Die Schulzeit gestaltete sich durch die vielen Umzüge besonders abwechslungsreich und herausfordernd. Nach dem Schulabschluss studierte Poorna Jagannathan zunächst Journalismus an der University of Maryland in College Park. Parallel dazu belegte sie Kurse im Fach Theater und entdeckte dabei ihre Leidenschaft für die Schauspielerei. Später schrieb sie sich an der Actors Studio Drama School der Pace University in New York für einen Masterstudiengang ein.
Sie brach das Masterstudium jedoch nach einem Jahr ab und setzte ihre schauspielerische Ausbildung stattdessen bei ihrer Mentorin Elizabeth Kemp fort. Vor ihrem endgültigen Wechsel in die Schauspielbranche arbeitete sie rund fünfzehn Jahre in der Werbebranche. Sie war bei bekannten Agenturen tätig, bevor sie ihre eigene Beratungsfirma gründete.
Ein besonders bedeutendes Projekt in ihrer Karriere war das Theaterstück „Nirbhaya“, das sie gemeinsam mit der Regisseurin Yaël Farber entwickelte. Das Stück entstand als Reaktion auf den brutalen Gruppenvergewaltigungsfall in Delhi im Jahr 2012. Poorna Jagannathan initiierte und produzierte das Werk, in dem Überlebende sexueller Gewalt ihre persönlichen Geschichten auf der Bühne teilten.
Sie selbst ist Überlebende sexueller Gewalt aus ihrer Kindheit und sah in dem Projekt eine Möglichkeit, das Schweigen zu durchbrechen. Das Stück wurde 2013 mit dem Amnesty International Award ausgezeichnet und ging auch international auf Tour.
Ihren ersten größeren Bekanntheitsgrad erlangte Poorna Jagannathan durch die Rolle der Menaka Vashisht im Bollywood-Film „Delhi Belly“ aus dem Jahr 2011. Sie spielte eine selbstbewusste Journalistin, die in eine chaotische Geschichte verwickelt wird.
Im Jahr 2013 war sie in der erfolgreichen Bollywood-Produktion „Yeh Jawaani Hai Deewani“ als Riyana Sarai zu sehen. Sie verkörperte darin eine lebenslustige Freundin der Hauptfiguren während einer Reise nach Paris.
Eine ihrer prägendsten Rollen war die der Safar Khan in der HBO-Miniserie The Night Of (2016), die in sieben Episoden zu sehen war. Sie spielte die Mutter des Hauptcharakters Naz, eines jungen pakistanisch-amerikanischen Mannes, der eines Mordes beschuldigt wird. Safar Khan ist eine ruhige, würdevolle Frau, die versucht, ihre Familie durch die Krise zu führen und gleichzeitig mit ihrem eigenen Glauben zu ringen.
In der Netflix-Serie Never Have I Ever (2020-2023) übernahm sie in vierzig Episoden die Rolle der Dr. Nalini Vishwakumar. Nalini ist eine verwitwete Dermatologin indischer Herkunft, die ihre Tochter Devi mit strengen traditionellen Werten erzieht. Die Figur entwickelt sich im Verlauf der Serie von einer kontrollierenden Mutter zu einer Frau, die lernt, eigene Wünsche und Trauer anzunehmen.
In der Serie Ramy (2019-2022) trat Poorna Jagannathan in zwei Episoden als Salma auf. Salma ist eine verheiratete muslimische Frau, die eine Affäre beginnt und damit bewusst mit gesellschaftlichen Erwartungen bricht.
In der Apple TV+-Miniserie Defending Jacob (2020) verkörperte sie in der wiederkehrenden Rolle der Dr. Elizabeth Vogel eine Verhaltenswissenschaftlerin. Ihre Figur untersucht den jugendlichen Hauptcharakter Jacob auf mögliche genetische Veranlagungen zu gewalttätigem Verhalten.
In der zweiten Staffel von Big Little Lies (2019) war sie als Katie Richmond zu sehen, die Anwältin von Celeste Wright in einem Sorgerechtsstreit.
Im Jahr 2026 übernahm Poorna Jagannathan in der HBO-Serie Lanterns (2026-2026) die Rolle der Zoe, die in fünf Episoden zu sehen war. Zoe ist die Ehefrau eines Ranchers in der kleinen Stadt Rushville, Nebraska, die sich als geheimnisvolle und selbstbewusste Frau präsentiert. Im Verlauf der Serie wird enthüllt, dass sie ein Manhunter ist, ein formwandelnder Android einer alten außerirdischen Rasse.
Poorna Jagannathan ist seit dem 11. Januar 2003 mit Azad Oommen verheiratet. Das Paar lebt sehr zurückgezogen und schützt seine Privatsphäre konsequent vor öffentlicher Aufmerksamkeit. Gemeinsam haben sie einen Sohn namens Avav Oommen, der im Jahr 2004 geboren wurde.