Джоэнн родилась 25 августа 1964 года на северо-западе Англии, в местечке Солфорд, недалеко от Манчестера. В кино и на телевидении начала появляться еще в школьные годы. Первый фильм с Джоэнн вышел в 1974 году - 10-летним подростком Уэлли сыграла в популярном британском телесериале «Улица коронации», который принес ей первую узнаваемость среди телезрителей, а также укрепил в желании стать актрисой. Следом, в 1975 году она сыграла в своем первом фильме - комедии «Джоби». На протяжении школьных лет Джоэнн продолжала сниматься в кино и на ТВ, а также выступать в учебном театре. Окончив школу, она изучала актерское мастерство в английской «Braeside School of Speech and Drama».
После того как Джоэнн стала достаточно популярной телеактрисой, ее приняли в знаменитый Королевский драматический театр. На его подмостках чарующая шатенка исполняла роли классических героинь. Актриса была номинирована на одну из самых престижных наград театрального мира — премии имени Лоуренса Оливье.
В 1982 году она сыграла в ленте Алана Паркера «Стена», посвященной творчеству группы «Pink Floyd». Сама актриса в это время занималась еще и музыкальной карьерой — она пела в группе «The Slowguns».
После «Стены» известность Джоэнн закрепила работа с Рупертом Эвереттом в британской драме «Танец с незнакомцем», вышедшей в 1985 году. Затем, в том же 1985 году последовали съемки с Энтони Хопкинсом в драме «Хороший отец» и ведущая роль в популярном британском мини-сериале Мартина Кэмпбелла «На краю тьмы».
Жизнь Уэлли круто изменилась в 1988 году, когда британка вошла в актерский состав американского фильма Рона Ховарда «Виллоу». Эта лента повествует о жителе сказочной деревушки лилипутов, который однажды обнаруживает младенца «больших людей». Картина стала не только первым голливудским фильмом Джоэнн Уэлли, не только успешным проектом, номинированным на два «Оскара», но и местом встречи Джоэнн с будущим мужем - актером и партнером по фильму Вэлом Килмером. Джоэнн и Вэл влюбились друг друга и вскоре поженились. У пары родились дочь и сын: Мерседес Килмер – 29 октября 1991 года и Джек Килмер – 6 июня 1995 года.
После успеха «Виллоу» Джоэнн закрепилась в Голливуде. В 1989 году она снялась вместе с мужем в американском триллере «Убей меня снова». При этом актриса не оставляла и свои британские проекты: в том же 1989 году вышла лента «Скандал», посвященная сексуальным утехам британских политиков, где актриса предстала в главной роли обольстительной танцовщицы. В этот период Джоэнн была очень востребованной и за год успевала сняться сразу в нескольких фильмах. Особенно заметной работой актрисы стала легендарная героиня Скарлетт О'Хара в мини-сериале о приключениях красивой бунтарки «Скарлетт» (1994). И хотя этот сериал не смог превзойти культовый художественный фильм «Унесенные ветром» (1939), для актрисы эта работа все равно стала знаковой.
Через год после рождения второго ребенка, в 1996 году, Уэлли решила развестись со своим мужем. И она сделала это коварно: дождалась, пока он уехал на съемки фильма «Остров доктора Моро», и молча подала документы на развод. Бедняга Килмер услышал новость, когда смотрел ТВ в гостиничном номере.
После развода Джоэнн сыграла ряд удачных ролей — Жаклин Кеннеди в американской ленте «Первой леди» (2000), королеву Мари в сериале «Королева-девственница» (2005) и некоторые другие.
