ولدت جيليان أندرسون في شيكاغو، إلينوي، لوالديها روزماري أليس (لين)، محللة كمبيوتر، وهومر إدوارد أندرسون الثالث، الذي كان يمتلك شركة ما بعد الإنتاج السينمائي. بدأت جيليان حياتها المهنية كعضو في مجموعة ممثلين هواة أثناء وجودها في المدرسة الثانوية. في عام 1987، أخذها حبها للمسرح إلى برنامج التمثيل الصيفي للمسرح الوطني لبريطانيا العظمى الذي أقيم في جامعة كورنيل في إيثاكا، نيويورك. لعدة أسابيع درست على يد عظماء العهد الجديد مثل بيتر تشيلسوم، وباردي توماس، ومايكل جويس. بعد ذلك، عادت أندرسون إلى مدرسة جودمان المسرحية في جامعة ديبول في شيكاغو، إلينوي حيث أنهت تعليمها. جاءت استراحتها الكبيرة مع The X-Files (1993) بدور دانا سكالي. هناك، التقت بزوجها المستقبلي (كلايد كلوتز)، وتزوجا في الأول من يناير عام 1994. وبعد شهر واحد، حملت جيليان. ولدت ابنتها بايبر أندرسون كلوتز في 25 سبتمبر 1994. بدأت مسيرتها السينمائية بفيلم The Turning (1992) عام 1992، وفي العام التالي، لعبت دور البطولة في فيلم Playing by Heart (1998) مع شون كونري وإلين بورستين وأنجلينا جولي ودينيس كويد.