De 1946 à 1949, Jacqueline Moreau fréquente l'École des Beaux-Arts de Nantes, aux côtés de Jacques Demy et de Bernard Evein. Puis, de 1949 à 1951, elle part pour Paris suivre une formation de créatrice de costumes à l'Institut des hautes études cinématographiques (IDHEC), devenue depuis la FEMIS. Cette grande école possédait alors une section " costumes ". Jacqueline Moreau y apprend à dessiner, à réaliser des maquettes, et reçoit des cours d'histoire du costume et d'histoire de l'art et du cinéma. Les cours sont dispensés par des personnalités comme André Barsacq ou encore les célèbres historiens du cinéma Georges Sadoul et Jean Mitry, Jacques Manuel pour les cours de maquettes de costumes et mademoiselle Beaulieu pour les cours de costumes historiques.
Jacqueline Moreau a marqué d'une touche très personnelle l'univers des films de nombreux réalisateurs, en particulier Jacques Demy et Bertrand Tavernier.
Le célèbre costumier Marcel Escoffier, dont Jacqueline Moreau admire les créations, lui offre l'opportunité de faire un stage de styliste chez le grand couturier Pierre Cardin. Ce passage dans le milieu de la mode confirme sa vocation pour le cinéma. Elle rencontre alors de nombreux costumiers professionnels, parmi lesquels Georges Annenkov et Mayo. C'est le créateur de décors et de costumes Georges Wakhévitch qui la choisit pour être son assistante au théâtre et au cinéma. Jacqueline Moreau travaille à ses côtés durant plus de dix ans, d'Ali Baba et les Quarante voleurs de Jacques Becker en 1954 jusqu'aux Fêtes galantes de René Clair en 1965. C'est en 1957 qu'elle fait son entrée dans l'univers de Jacques Demy sur le premier court métrage du cinéaste, Le Bel indifférent. Leur complicité incite Jacqueline Moreau à inventer une esthétique originale avec des tenues riches en couleurs qui se marient avec bonheur avec les décors confectionnés avec minutie par son mari Bernard Evein pour Les Parapluies de Cherbourg (1963) et Les Demoiselles de Rochefort (1966). Elle crée les costumes pastel, les marinières des figurants, les petits bérets, les jupes qui voltigent au rythme des chorégraphies orchestrées par Michel Legrand, ainsi que les robes fourreaux de Catherine Deneuve et Françoise Dorléac. On retrouve plus tard le style de Jacqueline Moreau sur les vêtements rayés du personnage joué par Eddy Mitchell, dans Coup de torchonde Bertrand Tavernier en 1981.
La carrière de Jacqueline Moreau est fortement marquée à partir de 1975 par sa rencontre avec Bertrand Tavernier sur Que la fête commence (1974). C'est le début d'une longue collaboration avec le cinéaste : Le Juge et l'assassin (1975), Coup de torchon (1981), Autour de Minuit (1985), La Passion Beatrice (1987), La vie et rien d'autre (1988), L627 (1991), La Fille de d'Artagnan (1993), et Capitaine Conan (1995). Avec ce film pour lequel Jacqueline Moreau est nominée pour le César des meilleurs costumes en 1997, la costumière met fin à sa carrière au cinéma. Elle aura obtenu avec les films de Bertrand Tavernier un César des meilleurs costumes en 1988 pour La Passion Beatrice et une nomination en 1990 pour La vie et rien d'autre.
Jacqueline Moreau a été créatrice de costumes pour le théâtre et l'opéra. Elle a participé à des séries télévisées comme Les Brigades du Tigre, dirigée par Victor Vicas et diffusée de 1974 à 1983 sur la deuxième chaîne de l'ORTF puis sur Antenne 2.