Joana Preiss est née à Marseille, mais elle passe la plus grande partie de son enfance à Paris. Après avoir étudié la musique classique à la Sorbonne elle devient chanteuse lyrique.
Mais le monde de la mode qui vient la chercher en la personne de Karl Lagerfeld qu'elle croise à un défilé Channel. Joana qui a alors 29 ans se dit elle même trop âgée pour commencer une carrière de mannequin. Lagerfeld l'encourage, Joana devient mannequin à ses heures.
C'est ensuite vers la comédie qu'elle se tourne. Après avoir jouer dans de nombreux court-métrages, elle se fait remarquer en 1998 grâce à son rôle de standardiste dans Fin Août début septembre de d'Olivier Assayas.
Six ans plus tard, Christophe Honoré lui offre son premier vrai rôle, celui de Réa dans le drame Ma Mère avec Huppert, Emma De Caunes et Louis Garrel. L'année suivante elle retrouve Olivier Assayas dans le Quartier des Enfants Rouges extrait de Paris je t'aime.
En actrice fidèle à ses réalisateurs et partenaires, en 2007 elle est au casting de Dans Paris de Christophe Honoré aux côtés de Louis Garrel. La même année elle tourne Boarding Gate avec Asia Argento. En 2008 elle interprète le rôle de Louise dans Trop Libre
de Pia Marais. L'année suivante elle joue dans le drame psychologique : Complices de Frédéric Mermoud.
