جوآن چن در ۲۶ آوریل ۱۹۶۱ در شانگهای، چین به دنیا آمد و در یک خانواده روشنفکر و تا حدودی تحت تأثیر فرهنگ غرب پرورش یافت؛ پدرش پزشک و مادرش استاد دانشگاه بود. استعداد هنری او بسیار زود شکوفا شد، به طوری که در سن ۱۴ سالگی برای آموزش در مدرسهٔ هنرهای نمایشی شانگهای انتخاب شد و خیلی سریع وارد عرصهٔ سینما گردید. اولین تجربهٔ سینمایی مهم او بازی درخشان در فیلم «گلٔ شکوفهٔ سرخ» (۱۹۷۹) به کارگردانی شیه جین بود که او را به یک ستارهٔ ملی در چین تبدیل کرد و برایش شهرت بیسابقهای به ارمغان آورد.
با این موفقیت چشمگیر، او در سال ۱۹۸۱ برای ادامهٔ تحصیل در رشتهٔ هنر به ایالات متحده مهاجرت کرد و ابتدا در کالج ایالتی نیویورک در نیو پالتز و سپس در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی به تحصیل در رشتهٔ زیست شناسی و بعداً فیلم سازی پرداخت، هرچند که عشق به بازیگری همچنان در او زنده بود. گذار به زندگی و حرفه در آمریکا آسان نبود، اما او با ایفای نقش ملکهٔ مانچو (واْنرونگ) در سریال تلویزیونی حماسی «آخرین امپراتور» (۱۹۸۷) ساختهٔ برناردو برتولوچی دوباره در چشم جهانیان درخشید؛ نقشی که هم از نظر تاریخی پیچیده بود و هم بازی ظریف و باشکوه او را به نمایش گذاشت.
پس از آن، او با حضوری قدرتمند در سینمای مستقل آمریکا، نقش ماندگار جوسلین پکارد در فیلم فراموش نشدنی «توئیست پیک» (۱۹۹۰) اثر دیوید لینچ را خلق کرد که تصویری مرموز از یک زن آسیایی را به چالش کشید و به یکی از نمادین ترین نقشهایش بدل شد. جوآن چن همچنین در فیلمهای مختلفی از جمله «همه چیز دربارهٔ عشق» (۱۹۸۹)، «آسمان و زمین» (۱۹۹۳) و «برادران یانگ» (۱۹۹۵) ظاهر شد و همزمان فعالیت خود را به عنوان کارگردان و فیلمنامه نویس نیز گسترش داد.