Sie studiert an der Syracuse University und beginnt danach eine erfolgreiche Karriere als Fotomodell. Ihr Filmdebüt gibt sie 1973 in Stuart Rosenbergs "Massenmord in San Francisco" ("The Laughing Policeman") nach Sjöwall/Wahlöö neben Walter Matthau als Kommissar. In der Folgezeit verteilt Joanna ihre Zeit recht gleichmäßig zwischen ihrer Tätigkeit als Modell und einer wachsenden Anzahl von Filmrollen.
Weitere Film-Engagements folgen: Sie spielt Robert Ryans Frau in Joe Flynns "Revolte in der Unterwelt" ("The Outfit", 1973) mit Robert Duvall in der Hauptrolle, die Mörderin in Robert Bentons "Die Katze kennt den Mörder" ("The Late Show", 1976) mit Art Carney und Lily Tomlin, und in Gower Champions "Klau'n wir gleich die ganze Bank" ("Bankshot", 1973) tritt sie an der Seite von George C. Scott auf. 1982 ist sie in Ridley Scotts "Blade Runner" die exotische Schlangentänzerin.
Im nächsten Jahr folgt mit "Under Fire" von Roger Spottiswoode die vielschichtige Rolle der harten Radiojournalistin, die den Krieg in Nicaragua covern soll. Kurz darauf erhält Joanna Cassidy einen Golden Globe Award für ihren Part der Jo Jo White in der Fernsehserie "Buffalo Bill", in der Joanna Cassidy eine ständig frustrierte Talk-Show-Regisseurin mimt. Dann pendelt sie verstärkt zwischen Film und Fernsehen, wo man sie unter anderem in "Dallas" zu Gast auf der Southfork-Ranch, in "Trapper John, M.D.", "Taxi", "Falcon Crest" und als wahnsinnigen Transvestiten in "Starsky und Hutch" sieht.
Weitere Filme mit Joanna Cassidy: "Das vierte Protokoll" (1986), "Falsches Spiel mit Roger Rabbit", "Das Rattennest", "Die Generation von 1969" (alle 1988), "Die Killer-Brigade" (1989), "Zeit der bunten Vögel" (1990), "Fast Food Family - Eine Wahnsinnsfamilie" (1991), "Stephen Kings Tommyknockers" (1993), "Aus der Wiege entführt" (1994), "Vampire in Brooklyn" (1995), "Außer Kontrolle" (1996), "Mißbrauchte Liebe" (1996), "Die Kriegsmacher" (1997), "Executive Power - Tod im Weißen Haus" (1997), "Im Teufelskreis der Lügen" (1997), "Diagnose - Mord aus der Vergangenheit" (1998), "John Carpenters Ghosts of Mars", "Anthrax" (beide 2001), "Wildfire 7: The Inferno" (2002), "Intermission" (2004), "Im Zweifel für mein Kind", "The Reading Room" (beide 2005), "Boston Legal" (Serie), "The Virgin of Juarez", "Larry the Cable Guy: Health Inspector ", "The Grudge 2" (alle 2006), "The American Standards", "Anderson's Cross", "Kiss the Bride", "Heroes" (Serie, alle 2007), "Body of Proof" (Serie, 2011-2012).