Joan Chen est née à Shanghai.
Elle a débuté au cinéma dans
Youth du réalisateur Xie Jin. Son rôle suivant, dans
Little flower de Zhang Zheng lui vaut le prix de la meilleure actrice en Chine. Partie pour les Etats- unis étudier la réalisation, elle est diplômée avec mention de l'Université d'Etat de Californie. Elle joue dans les films
Tai- Pan de Daryl Duke,
Le dernier empereur de Bernado Bertolucci,
Le sang des héros de David Webb Peoples,
Golden Gate de John Madden et
Entre ciel et terre d'Oliver Stone. Elle a aussi tenu le rôle de Josie Packard dans la série télévisée Twin Peaks.
En 1993, elle retourne à Shanghai pour jouer dans
Red rose, white rose de Stanley Kwan, adapté d'un roman d'Eileen Chang, l'auteur de Lust, caution. Sa performance lui vaut le Golden Horse (l'équivalent taïwanais des Oscars) et le prix de la meilleure actrice à Hong Kong.
Joan Chen a fait ses débuts de réalisatrice avec
Xiu Xiu, dont elle est aussi co-scénariste avec Yan Geling. Le film, sorti à l'automne 1999, remporte le Golden Horse du meilleur film et celui du meilleur réalisateur. Pour son 2ème film,
Un automne à New York, elle fait appel à Richard Gere et Winona Ryder. Elle retourne en Chine pour jouer dans 3 films :
Jasmine de Hou Yong,
Sunflower de Zhang Yang et
The sun also rises de Jiang Wen. Elle a également joué dans le film indépendant
Saving face de Alice Wu et dans le film australien
The Home Song Stories de Tony Ayres.
En 2008, elle s'illustre dans
Le soleil se lève aussi de Jlang Wen. En mars 2009, elle joue dans
24 City, film choral qui s'articule autour de trois générations de classes différentes et qui dresse un portrait de la Chine nouvelle.