Джоан Чень народилася в Шанхаї в родині фармакологів. У 1975 році її талант відкрила актриса Цзян Цін, дружина китайського лідера Мао Цзедуна. Джоан закінчила акторську школу при Шанхайській кіностудії, крім того вона вчилася в Шанхайському університеті іноземних мов, де вивчала англійську, німецьку та китайську мови. У неї є брат Чейз Ченофф, за професією художник.
У 1992 здобула додаткову освіту в галузі кінематографу в Державному університеті Каліфорнії, Нортбрідж.