Впервые в кино она появилась в 1959 году, сыграв роль Шуры в военной драме режиссера Григория Чухрая «Баллада о солдате». Благодаря этому фильму Жанна проснулась знаменитой на всю страну. Картина была признана одним из лучших фильмов о Великой Отечественной войне, ее посмотрело около 30 миллионов зрителей.

Однако, вместе с этим успехом у Жанны начались серьезные проблемы в институте, ведь студентам запрещалось сниматься в кино. В итоге актрису со скандалом отчислили из учебного заведения. К счастью, ее с удовольствием приняли во ВГИК. На счету Прохоренко более полусотни ролей в кино. Практически на протяжении всей своей карьеры она оставалась востребованной артисткой.