Aktörlük kariyerine Çin'de başlamıştır. Joan Chen Çnli yönetmen Jin Xie tarafından film çekimlerini izlemek üzere gerçekleştirilen bir okul gezisi sırasında keşfedilmiştir. İlk filmi 1977'de çektiği 'Gençlik'tir (Qingchun). 1979 yılında çektiği 'Küçük Çiçek' (Xiao hua) isimli film onu Çin çapında üne kavuşturmuştur. Chen, bu filmdeki performansıyla 'Yüz Çiçek Ödülülleri'nde (Hundred Flower Awards) Çin'in En İyi Kadın Oyuncusu ödülünü kazanmıştır. Bu filmden sonra Çin basını Chen'e 'Çin'in Elizabeth Taylor'ı yakıştırmasını yapmıştır.

Chen, 1981 yılında eğitim görmek üzere ABD'ye gitmiştir. Önce New Paltz'daki 'State University of New York' ardından da Northridge'deki 'California State University'e devam etmiştir. ABD'de önceleri çeşitli filmler ve TV izilerinde küçük roller üstlenmiştir. 1986 yılında Prodüktör Dino De Laurentiis'in dikkatini çekmiş ve onun vasıtasıyla 'Tai-Pan' isimli filmde önemli bir rol üstlenmiştir. 1987 yılında Bernardo Bertolucci'nin Son İmparator filminde üstlendiği başrol Chen'i hem ABD hem de dünya çapında üne kavuşturmuştur. 1990-1992 yıllarında İkiz Tepeler dizisinde canlandırdığı 'Jocelyn Packard' karakteri ABD'deki ününü pekiştirmiştir. Chen'in 2004 yılında Sevgiyi Ararken filminde canlandırdığı 'Ma' karakteri de eleştirmenlerce 'dikkate değer' bulunmuştur.

1998 yılında yönetmenliğe soyunan Chen'in yönettiği en önemli film 2000 yılında çektiği ve başrollerini Richard Gere ile Winona Ryder'ın paylaştığı New York'da Sonbahar'dır.

Chen 1985-1990 yılları arasında kendisi gibi aktör olan Jim Lau ile evli kalmış 18 Ocak 1992'de ise Kardiolog Peter Hui ile evlenmiştir. Chen, iki kız çocuğu annesidir. Halen, San Francisco da yaşamakta ve sık sık Şanghay'a gitmektedir.