La carriera artistica di Joanne Froggatt inizia da giovanissima, quando si unisce a un gruppo teatrale di Scarborough e all'età di tredici anni lascia la casa paterna per frequentare la Redroofs Theatre School di Maidenhead, nel Berkshire. Nel 1996 fa il suo debutto nella serie Metropolitan Police, ottenendo poi il ruolo della ragazza madre Zoe Tattersall nella soap opera Coronation Street.
Nel 2003 è la protagonista di Danielle Cable: Eyewitness, film basato sulla storia vera di una ragazza che assiste all'omicidio del fidanzato, per cui viene nominata ai BAFTA. Tre anni dopo ottiene il ruolo della protagonista nel film tv in due parti Missing e nel 2007 è in Joanne Lees: Murder in the Outback.
Il suo debutto al cinema è nel film In Our Name, che le fa vincere il premio Best Newcomer ai British Independent Film Awards. Nel 2010 ottiene il ruolo della domestica Anna nella serie televisiva Downton Abbey, per cui viene nominata agli Emmy Awards, e in seguito lavora ancora per il cinema nel film Filth, basato sul libro di Irvine Welsh, nel quale recita insieme a James McAvoy e Jamie Bell, e in Still Life di Uberto Pasolini.