Джоан Агнес Тереза Сейди Бродел (англ. Joan Agnes Theresa Sadie Brodel) родилась в Мичигане 26 января 1925 года. Выступать на сцене она начала ещё в трёхлетнем возрасте с двумя сёстрами. Её кинодебют также состоялся ещё в подростковом возрасте, когда Джоан Лесли сыграла небольшую роль в фильме «Дама с камелиями» (1936) с Гретой Гарбо в главной роли. Первая же крупная роль была у актрисы в 1941 году в фильме «Высокая Сьерра». В последующие годы она появилась в таких фильмах как «Поезда проезжают ночью» (1941), «Сержант Йорк» (1941), «Янки Дудл Денди» (1942), «Это армия» (1943), «Рапсодия в голубых тонах» (1945) и других.
После замужества в 1950 году Джоан Лесли стала намного меньше сниматься, а в 1956 году и вовсе прекратила, занявшись воспитанием двоих дочерей. В последующие годы она всё-таки появилась несколько раз на телевидении в сериалах «Ангелы Чарли», «Невероятный Халк», «Она написала убийство» и некоторых других.
За свой вклад в киноиндустрию Джоан Лесли удостоена звезды на Голливудской аллее славы на Вайн-стрит 1560.