Еще во время учебы в школе Джоэль проявлял свой актерский талант, участвуя в нескольких музыкальных мюзиклах. Позже в Чикаго он брал уроки актерского мастерства. Его педагогом стал именитый актер Дел Клоуз. Джоэль Мюррей выступал в постановках импровизационных театров «The Second City», «Inprov Institute», «iO Theater».
Первое появление на экранах состоялось в 1986 году в ленте «Сумасшедшее лето», а в 1987 году телезрители увидели актера в сериале «Долгий путь». Практически за 30 лет своей карьеры Мюррей снялся в 68 фильмах и сериалах. Самыми успешными кинолентами в карьере актера называют «Боже, благослови Америку!», «Артист», «Новая рождественская сказка», «Кабельщик». Его голосом говорят персонажи нескольких видеоигр и мультфильмов, среди которых популярный во всем мире «Университет монстров». В числе самых успешных телеработ участие в сериалах «Теория большого взрыва», «Бесстыдники», «Мыслить как преступник», «В Филадельфии всегда солнечно», «Безумцы» и других.
В качестве режиссера Джоэль Мюррей впервые выступил в начале 2000-х. В его копилке пять телесериалов: «Дарма и Грег», «Непослушные родители», «Теория большого взрыва», «Телеканал «Гори в Аду», «Последний настоящий мужчина». Все проекты пользуются успехом у американских телезрителей.
