Jemilah menghadiri Sekolah Perempuan Assunta di Petaling Jaya.[6] Beliau mendapat graduan pada tahun 1986 sebagai Doktor Perubatan (MD) dari Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM), dan mendapatkan ijazah sarjana dalam bidang Obstetrik & Ginekologi dari universiti pada tahun 1992. Beliau menjadi ahli Kolej Diraja bagi Pakar Obstetrik dan Pakar Sakit Puan di United Kingdom, dan latihan yang diterima dalam pelbagai subkepakaran ginekologi di United Kingdom. Jemilah telah menamatkan Program Pembangunan Eksekutif di Institut Antarabangsa Pengurusan dan Pembangunan (IMD) di Lausanne, Switzerland juga.[7]