Actrice franco-américaine, Joanna Miles est née d’un père français et d’une mère américaine dans la ville de Nice en 1940. Sa famille s’exile aux Etats-Unis dès 1941 et elle effectue donc toute sa scolarité aux States où elle a vécu l’intégralité de son existence. Diplômée d’une école située dans le Vermont en 1958, Joanna Miles est ensuite entrée à l’Actors Studio pour apprendre à jouer la comédie.
L’actrice débute dans les années 60 une importante carrière à la télévision qui la sollicite davantage que l’industrie cinématographique. Elle est notamment remarquée au petit écran par son rôle récurrent dans la série A Flame in the Wind dont elle tourne une vingtaine d’épisodes sur les 500 que comprend le programme. Au cinéma, elle apparaît pour la première fois dans le drame The Way We Live Now (Barry Brown, 1970), petit film indépendant qui marque également les débuts à l’écran de Linda Blair.
En 1975, Joanna Miles marque les esprits dans le film d’horreur Les insectes de feu (Jeannot Szwarc, 1975) en se retrouvant avec la chevelure en feu. La même année, elle joue également le rôle féminin central dans le post-nuke New York ne répond plus (Robert Clouse, 1975) avec Yul Brynner. Même si le cinéma de genre semble lui sourire, Joanna Miles est davantage occupée à la télévision où on la voit dans des épisodes de toutes les séries à la mode (Mannix, Kojak, L’incroyable Hulk, Dallas). Dans le cinéma de genre, on la revoit dans Marqué par le diable (John Ballard, 1979). Au cours des années 80, elle accepte un second rôle dans Marjorie (Martin Ritt, 1983), puis dans Rosencrantz & Guildenstern sont morts (Tom Stoppard, 1990).
Toujours très présente dans la petite lucarne, Joanna Miles retrouve le grand écran pour Judge Dredd (Danny Cannon, 1995), mais elle revient rapidement à la télé pour des séries comme Urgences et plusieurs téléfilms. Joanna Miles a pris sa retraite bien méritée en 2013.