ג’וני מיטשל נולדה בשם רוברטה ג’ואן אנדרסון בעיירה קטנה בדרום מדינת אלברטה, קנדה. מיטשל נחשבת לאחת היוצרות החשובות בעולם המוזיקה בכלל ובסגנון הפולק רוק בפרט. עוד מילדותה, ניתן היה לשים לב לשוני בינה לבין שאר הילדים שהתבטאה בעיקר במשיכה חזקה לאומנות. היא אהבה מאוד לצייר (בהמשך ציירה לחלק מאלבומיה את עטיפתם), ומצאה מפלט בנגינת הפסנתר שקנו לה הוריה. בגיל תשע היא אובחנה עם פוליו, ועברה טיפולים שכללו תקופות ארוכות בהם שהתה בבידוד. הוריה, שהיו מרירים ולא ממש האמינו בילדה שלהם ובחלומותיה, לא סיפקו לה את התמיכה הנדרשת ובקושי באו לבקרה בתקופת הטיפולים. מחוויות אלה ואחרות, מיטשל הבינה כבר מגיל צעיר שהיא תצטרך לדאוג לעצמה כדי להגשים את החלומות האומנותיים שלה. היא החלה ללמוד אומנות בקולג׳ בקנדה ובמקביל מימנה את עצמה דרך הופעות במועדוני ג’אז.
השינוי בחייה הגיע לאחר שצ׳אק מיטשל, זמר פולק אמריקאי שראה אותה באחד הערבים בהם ניגנה, התאהב בה מייד. השניים נישאו (לתקופה די קצרה) בשנת 65 ויחד איתו, עזבה את קנדה בפעם הראשונה לטובת העיר הגדולה ניו יורק. עם שמה החדש, ג’וני מיטשל, החלה הקריירה המוזיקלית שלה לנסוק. מיטשל חרשה את בתי הקפה והמועדונים בעיר עם הופעות אקוסטיות ואף ניהלה זוגיות קצרה עם הזמר-יוצר לאונרד כהן. הפריצה המיוחלת הגיעה כאשר לאחד המועדונים בפלורידה בהן היא הופיע, הגיע הזמר-יוצר דיוויד קרוסבי שהתרשם עמוקות ולקח אותה יחד איתו ללוס אנג’לס בחוף המערבי, שם החלה מיטשל לעבוד על אלבום הבכורה שלה Song to a Seagull שיצא בשנת 1968. שנה מאוחר יותר היא הוציאה אלבום אקוסטי נוסף בשם Clouds.
אחרי שני האלבומים הראשונים שלה שהתאפיינו בפולק רגוע ונוגה, האלבום השלישי ״Ladies of The Canyon״ הנחיל לה הצלחה רבה והיא אף גרפה עבורו את פרס הגראמי לראשונה.
לאחר ההצלחה הגדולה וההופעות המרובות, החלה מיטשל לחוש את טראומות העבר מתחילות להכות בה והיא לקחה פסק זמן. היא נסעה לתקופה ליוון, ושם, הרחק מאור הזרקורים התרכזה בכתיבת הפרויקט הבא והחושפני ביותר שלה – Blue.
Blue, אלבומה הרביעי של מיטשל, יצא ב-1971, והוקלט באולפני ״A&M״. האלבום הזניק את הקריירה שלה לגבהים חדשים והעמיד אותה כיוצרת פורצת דרך שלא ניתן להתעלם ממנה. עד היום נחשב האלבום כאחד הטובים והחשובים בתולדות המוזיקה הקלה.
לאחר שהוציאה את המאסטרפיס שלה, מיטשל החליטה לקחת את הקריירה שלה לכיוון מעט שונה. היא חברה לנגני ג’אז ושילבה במוזיקה שלה אלמנטים אקספרימנטליים רבים כמו באלבומים: The Hissing of Summer Lawns, Heijra ו- Court and Spark. האחרון, שיצא ב-1974, היה הצלחה אדירה כשכלל את הלהיט Help Me, ועד היום הוא האלבום הנמכר ביותר בדיסקוגרפיה שלה. אלבום זה היה הראשון בשיתוף פעולה עם להקת ג’אז, והתארחו בו אמנים מוכרים נוספים כמו חוזה פליסיאנו, רובי רוברטסון, גרהאם נאש ועוד.
ג’וני המשיכה לגרוף תארים ושבחים לאורך השנים הן בשל יכולות הנגינה בכלי מיתר שונים והן בשל כתיבתה ושירתה. היא בלטה בהשפעתה בכתיבה על נושאים אישיים וכואבים. לאחרונה היא חזרה להופיע אחרי הפסקה ממושכת בעקבות בעיות בריאותיות.