Первый опыт замужества Джоанна получила еще в подростковом возрасте, однако ее первая семья с молодым человеком по имени Уиллис Мур быстро распалась; от этого осталась лишь новая фамилия Джоанны.
Далее следовала учеба в колледже Agnes Scott College в Декатуре, штат Джорджия, а позже Джоанна приняла участие в конкурсе красоты и стала его победительницей. Так она попала в Голливуд.
Карьера молодой актрисы началась после памятной вечеринки, где ее приметили и пригласили в «Universal».
После нескольких ролей в эпизодах сериалов Джоанна получила и дебютную роль в кинофильме, криминальной драме «Appointment with a Shadow» 1957 года. На следующий год она снималась больше и увереннее – так, она сыграла в мелодраме «Flood Tide», фильме-нуаре Орсона Уэллса «Печать зла» и получила ведущую роль в фантастическом триллере Джека Арнольда «Монстр в университетском городке». Вообще, в 1958 году молодая актриса появилась более чем в 10 картинах.
К 1960-м годам карьера Джоанны Мур была на самом взлете – ее активно снимали как в кинофильмах, так и на телевидении, красавица-актриса наслаждалась своим положением и много работала. Так, наиболее популярными ее работами стали в начале 60-х драма Эдварда Дмитрюка «Прогулка по беспутному кварталу», где она играла вместе с Джейн Фондой; музыкальная комедия Гордона Дугласа «Следуй за мечтой» с Элвисом Пресли. Среди сериалов с участием Джоанны Мур – «Студия один», «Пейтон-Плейс», «Бежать от твоей жизни», «Полицейская история», «Альфред Хичкок представляет», «77 Sunset Strip», «Шоссе 66» и многие-многие другие. Всего за свою карьеру Мур сыграла более 90 ролей в кинофильмах и телесериалах. Наибольшую популярность актрисе принес персонаж Пегги в шоу «The Andy Griffith Show».
Известно, что актриса была замужем трижды – кроме уже упомянутого Уиллиса Мура, она становилась женой некоего Джордана, о котором также почти ничего не известно. После этого ее супругом был актер Дон Орек, пара развелась.
В 1963 году Джоанна Мур вышла замуж за актера Райана О`Нила; супруги прожили вместе до февраля 1967-го, в этой семье появилось двое детей. И дочь Татум, и сын Гриффин также стали актерами.
Известно, что перед разводом с Райаном и после этого Джоанна пребывала не в лучшей форме, злоупотребляла алкоголем и даже наркотиками, однако, продолжала работать. Ее последней работой стал в 1986 году фильм «Run Chrissie Run!». Актриса вышла замуж и еще раз в 1975-м, за Гэри Л. Ривса, однако брак этот протянул всего год.
Джоанна Мур умерла от рака легких 22 ноября 1997 года.