Née à Chartres, en 1913 (fille de Maxime David, professeur de philosophie, mort pour la France, et de Jeanne Malvoisin), a épousé en 1940 Michel Worms de Romilly. Études à Paris : au lycée Molière (lauréate du Concours général, la première année où les filles pouvaient concourir), à Louis-le-Grand, à l’École normale supérieure de la rue d’Ulm (1933), à la Sorbonne. Agrégée de lettres, docteur ès lettres, elle enseigne quelques années dans des lycées, puis devient professeur de langue et littérature grecques à l’université de Lille (1949-1957) et à la Sorbonne (1957-1973), avant d’être nommée professeur au Collège de France en 1973 (chaire : La Grèce et la formation de la pensée morale et politique).
Du début à la fin, elle s’est consacrée à la littérature grecque ancienne, écrivant et enseignant soit sur les auteurs de l’époque classique (comme Thucydide et les tragiques) soit sur l’histoire des idées et leur analyse progressive dans la pensée grecque (ainsi la loi, la démocratie, la douceur, etc.). Elle a également écrit sur l’enseignement. Quelques livres sortent de ce cadre professionnel.

Après avoir été la première femme professeur au Collège de France, Jacqueline de Romilly a été la première femme membre de l’Académie des inscriptions et belles-lettres (1975) et a présidé cette Académie pour l’année 1987. Elle est membre correspondant, ou étranger, de diverses académies : Académie du Danemark, British Academy, Académies de Vienne, d’Athènes, de Bavière, des Pays-Bas, de Naples, de Turin, de Gênes, American Academy of Arts and Sciences, ainsi que de plusieurs académies de province ; et docteur honoris causa des universités d’Oxford, d’Athènes, de Dublin, de Heidelberg, de Montréal et de Yale University ; elle appartient à l’ordre autrichien « Ehrenzeichen für Wissenschaft und Kunst » et a reçu, en 1995, la nationalité grecque et est nommée, en 2001, ambassadeur de l'Hellenisme.
Prix Ambatiélos de l’Académie des inscriptions et belles-lettres(1948), prix Croiset de l’Institut de France (1969), prix Langlois de l’Académie française (1974), Grand prix d’Académie de l’Académie française (1984), prix Onassis (Athènes, 1995).
Élue à l’Académie française, le 24 novembre 1988, au fauteuil d’André Roussin (7e fauteuil).

Dès 1999, elle s’investit dans la création de « L’Elan Nouveau des Citoyens ». Elle en devient Vice-Présidente à partir de 2003. En 2005, elle écrit « L’élan démocratique dans l’Athènes ancienne » afin d’illustrer la philosophie de « L’Elan ».

Jacqueline de Romilly nous a quitté à l'âge de 97 ans, le 18 décembre 2010 à Paris.