Née à Fort McLeod, dans l'Alberta au Canada le 7 novembre 1943, Roberta Joan Anderson est frappée à l'âge de neuf ans par la poliomyélite. Pendant sa convalescence, elle développe sa sensibilité artistique et s'initie au chant. Également douée pour le dessin et la peinture, elle entreprend des études d'art à Calgary et commence à chanter dans un club local, La Dépression. Au bout d'un an, elle plaque ses études de peinture et décide de faire le grand saut en partant à Toronto.
En 1965, « Joni » épouse le chanteur américain Chuck Mitchell avec qui elle forme un duo. Le couple émigre et se produit à Detroit où « Joni » est repérée par le chanteur folk Tom Rush, qui inclut «Urge For Going» et «The Circle Game» à son répertoire. En février 1965, Joni Mitchell accouche d'une petite fille, mais es difficultés pécuniaires du couple (en voie de séparation) obligent la jeune mère à laisser l'enfant à l'assistance publique. Joni Mitchell tente sa chance à New York.
La réputation de Joni Mitchell ne cesse de croître : sa grande inspiratrice Judy Collins reprend «Michael from the Mountains» et « Both Sides Now» (qui atteint le Top 10). Dave Van Ronk, Buffy Sainte-Marie ou Fairport Convention reprennent ses chansons («Chelsea Morning» et «I Don't Know Where I Stand»). En 1968 Joni Mitchell sort son premier album Song to a Seagull produit par David Crosby, qui devient son amant. Grâce à ce succès grandissant et à la présence de « Both Sides Now », son second album Clouds, acoustique et plus diversifié, remporte un Grammy Award en 1970.
David Crosby et Stephen Stills, lui font rencontrer Graham Nash avec qui elle entame une liaison. Ensemble, ils s'installent dans un bungalow de Laurel Canyon, qui inspire le titre de son troisième album Ladies of the Canyon en 1970, aux riches arrangements tirant vers le jazz (d'où sont extraits « Big Yellow Taxi » et le classique « Woodstock »). En août, au festival de l'Ile de Wight, elle exécute une grande prestation dans un contexte hostile. Elle part ensuite en Europe où elle travaille de nouvelles chansons. L'album Blue (juin 1971) est salué comme un chef-d'?uvre.
En octobre 1972 sort For the Roses, qui s'ouvre au country-rock avec le tube «You Turn Me on, I'm a Radio». En janvier 1974, Court and Spark surprend par ses aspects pop, et les arrangements subtils du L .A. Express de Tom Scott, et des Crusaders. L'album obtient un Grammy Award. Une tournée mondiale donne lieu au double Miles of Aisles, et le L.A. Express est reconduit pour l'album suivant, The Hissings of Summer Lawns (1975). La même année, Joni Mitchell participe à la Rolling Thunder Revue de Bob Dylan en compagnie de Joan Baez, Roger McGuinn et Mick Ronson.
En 1976, elle participe au concert d'adieu de The Band, où elle exécute l'inédit « Coyote ». À l'été 1976, elle réunit ses musiciens et engage le prodige de la basse Jaco Pastorius pour l'album Hejira, jazzy et éthéré (n°13 au Bilboard et disque d'or). Elle fait de fréquents concerts accompagnée du seul bassiste Jaco Pastorius. Au printemps 1977, elle engage pour collaborateurs le batteur Don Alias et le saxophoniste Wayne Shorter. Plus expérimental et ouvert aux musiques latines, le double Don Juan's Reckless Daughter est l'album le plus proche du jazz qu'elle ait produit. Le contrebassiste Charles Mingus la contacte en vue d'une collaboration. Les deux artistes entreprennent alors l'enregistrement de Mingus, achevé sans le jazzman disparu en janvier 1979.
Joni Mitchell entame alors une tournée mondiale avec Jaco Pastorius,Pat Metheny et Randy Brecker. Deux concerts à Los Angeles font l'objetde l'album live Shadows and Lights (septembre 1980). En 1982 sort leplus pop Wild Things Run Fast, suivi d'une tournée mondiale en 1983 etd'une exposition en 1984. Parallèlement, elle prépare avec son mariLarry Klein un album qui adopte les technologies émergentes desynthétiseurs et séquenceurs, avec pour guide l'ingénieur du son ThomasDolby. Dog Eat Dog, sorti en 1985, récolte un succès d'estime.
Joni Mitchell n'apparaît qu'à quelques manifestations (au festivald'Amnesty International en juin 1986 et lors d'un concert pour lalibération du militant amérindien Leonard Peltier en octobre 1987).Chalk Mark in a Rainstorm (mars 1988) est un festival d'apparitionsavec Wendy and Lisa, Peter Gabriel, Billy Idol, Tom Petty et WillieNelson. En 1990, Joni Mitchell et Larry Klein travaillent surl'acoustique Night Ride Home, conçu en trio guitare-basse-batterie etsalué comme son meilleur album depuis dix ans. Roger Waters la contactepour participer à une nouvelle version de The Wall au printemps 1990devant le mur détruit de Berlin. En octobre 1994 sort le beau TurbulentIndigo, qui lui vaut deux Grammy Awards (album et pochette), avant laséparation du couple Mitchell-Klein. Le 25 mars 1995, elle reçoit unAward du siècle du magazine Billboard.
En avril 1996, elle décide de rechercher sa fille abandonnée à l'assistance publique (évoquée dans la chanson «Little Green » de Blue). C'est par internet qu'elle retrouve Kilauren Gibb. Autre récompense le 6/5/1996, Joni Mitchell reçoit le Polar Music Prize suédois, et le 7/5/1997, est la première femme à être itnronisée au Rock'n'Roll Hall of Fame. Deux compilations intitulées Hits et Misses sortent simultanément. En août 1998, l'album Taming the Tiger est le prolongement de Turbulent Indigo où l'on retrouve Larry Klein et Wayne Shorter. La même année, elle entreprend une tournée canadienne avec Bob Dylan et Van Morrison.
En 2000, Joni Mitchell prouve ses grandes qualités de swing et d'interprète dans Both Sides Now un album orchestra de reprises jazz, et réédite ce format pour le double Travelogue consacré à son propre répertoire en 2002. Elle déclare dans de multiples interviews qu'elle quitte le monde de la musique et qu'elle ne signera plus jamais avec une compagnie de disques.
Finalement, de nombreuses compilations précèdent Shine en décembre 2007 (premier album de compositions originales depuis dix ans, sorti sur le label Hear de la chaîne Starbucks). Elle revient à un style proche de Turbulent Indigo avec de discrets arrangements électroniques. Le pianiste Herbie Hancock, déjà croisé sur Mingus et Travelogue, sort The Joni Letters, album de reprises où se succèdent Norah Jones, Tina Turner, Leonard Cohen et... l'inspiratrice du projet, Joni Mitchell. L'album est récompensé par un Grammy Award.
En 2014, sans nouvelle parution depuis Shine, Joni Mitchell est le maître d'oeuvre de son propre coffret de 4 CD, Love Has Many Faces: A Quartet, A Balled to Be Danced, compilation de cinquante-trois titres remasterisés et annotés par l'artiste, qui en signe également la partie visuelle avec six peintures. L'année suivante, une rupture d'anévrisme la conduit en urgence à l'hôpital avant la nécessité de soins quotidiens. L'artiste qui se déplace alors en chaise roulante fait quelques apparitions publiques. En 2019, la compilation Joni 75: A Birthday Celebration voit son répertoire célébré par une quinzaine d'interprètes dont James Taylor, Graham Nash, Emmylou Harris, Rufus Wainwright, Norah Jones et Diana Krall.
