New York államban, Lockportban született, anyai ágon magyar felmenői is voltak. Élénk képzeletéről már óvodás korában számot adott: még nem tudott írni, ezért kitalált történeteit lefestette és lerajzolta. Az iskolában aztán magával ragadta az olvasás öröme, első és legmélyebb irodalmi élménye az Alice Csodaországban volt, később Faulkner, Hemingway, Dosztojevszkij művei hatottak rá.
Első írógépét tizennégy évesen kapta, attól kezdve ontotta írásait.
Az érettségi után előbb a Syracuse-i, majd a Wisconsini Egyetem angol szakán tanult, 19 évesen első díjat nyert a Mademoiselle című lap kifejezetten nőknek szóló írópályázatán. 1961-ben lediplomázott, és ugyanebben az évben feleségül ment egyik iskolatársához, Raymond J. Smith-hez, akivel a texasi Beaumontba, majd 1962-ben Detroitba költöztek. Az iparváros nagy hatással volt az írónőre, ott szerzett élményei több könyvében is megjelentek.
1968 és 1978 között a kanadai Ontarióban lévő Windsori Egyetem angol professzoraként dolgozott. Férjével együtt 1974-ben megalapították és közösen szerkesztették a The Ontario Review című irodalmi magazint, majd 1980-ban hasonló elnevezéssel egy független kiadót is létrehoztak. Íróként ekkor élte egyik legtermékenyebb időszakát, évente 2–3 új regényt, illetve novellagyűjteményt publikált, Amerika egyik legelismertebb írója lett. 1978-ban New Jerseybe költöztek, és a Princeton Egyetem oktatója lett. 2014-ben nyugdíjba vonult, de ezt követően is tartott a Berkeley egyetemen kreatívírás-kurzusokat.
Férjének 2008-ban bekövetkezett halála megviselte, bevallása szerint alig maradt életenergiája, és még az írás sem érdekelte. Az öngyilkossághoz közeli állapotból egy új szerelem segítette ki, 2009-ben újból férjhez ment, Charles G. Gross neurológushoz, aki 2019-ben halt meg.
Páratlanul termékeny írói pályája 1963-ban indult egy elbeszélés-gyűjteménnyel, egy évvel később jelent meg első regénye, a With Shuddering Fall. A figyelem középpontjába 1966-os Upon the Sweeping Flood című novelláskötetével került, az elragadtatott kritikák egyenesen Faulknerhez és Flannery O'Connorhoz hasonlították stílusát. A hivatalos elismerés sem váratott sokáig magára, 1970-ben a Them című (magyarul Ők címmel megjelent) regényéért megkapta a Nemzeti Könyvdíjat. Népszerűsége és elismertsége azóta is töretlen, munkásságáért két ízben, 1967-ben és 1973-ban O. Henry-díjat kapott, 2005-ben az egyik legrangosabb francia irodalmi elismeréssel, a Femina-díjjal jutalmazták, 2011-ben Barack Obama elnöktől vehette át az egyik legmagasabb amerikai állami művészeti kitüntetésnek számító National Humanities Medalt. 2019-ben az egyéni szabadságjogok érdekében végzett munkájáért neki ítélték a Jeruzsálem-díjat. 2020-ban megkapta a gyakran a Nobel-díjhoz vezető lépcsőfoknak tekintett Cino del Duca nemzetközi irodalmi díjat, a Franciaországban odaítélt, legmagasabb pénzdíjjal járó irodalmi elismerést.
Könyvei különös, kisiklott emberi sorsok drámái, írásainak egyik fő jellemzője a pszichológiai realizmus. Történetei középpontjában gyakran állnak kiszolgáltatott nők, akik szexuális rabszolgaság és egyéb erőszak áldozatai, illetve a csendes amerikai kisvárosok őrültségtől sem mentes lakói. A regényeken és novellákon kívül drámákat, verseket, irodalmi tanulmányokat, sőt gyerekeknek szóló történeteket is ír, és álneveken is (Rosamond Smith, Lauren Kelly) publikál.
Az Ők mellett számos más műve is olvasható magyarul, például a Luxusvilág; A földi gyönyörök kertje; a Bellefleur, avagy a családi átok; a Napforduló; az Irgalmas ég; a Norman és a gyilkos; az Állatok; a Nemi erőszak vagy a Pikk Bubi. 2022-ben jelent meg magyarul egyik legnagyobb szabású munkája, Szöszi című műve, amelyben újraértelmezi a Marilyn Monroe művésznéven ismert Norma Jeane Baker (a gyermek, a nő és a nehéz sorsú híresség) legbensőbb lírai és szellemi életét. A műből készült filmet a 79. Velencei Nemzetközi Filmfesztiválon mutatták be, és 2022 szeptemberében tűzte műsorára a Netflix.
A több mint száz könyvet jegyző Oates ma is fáradhatatlanul dolgozik, szigorú időrend szerint napi nyolc órát. Elkötelezett liberális, számtalan alkalommal szót emelt már a fegyvertartás szabályozásának szigorításáért. 2022 februárjában ő is aláírója volt a Nemzetközi PEN Club írószervezet által közzétett nyílt levélnek, amelyben a világ több mint ezer írója fejezte ki szolidaritását az ukrajnai írókkal, újságírókkal, művészekkel és polgárokkal, egyben elítélték az orosz inváziót, és a vérontás azonnali befejezésére szólítottak fel. Oates tevékeny résztvevője a közösségi médiának is, rendszeresen posztol a Twitteren közéleti és aktuális kérdésekről.
Fotó: Joyce Carol Oates otthonában 2020-ban. Fotó: Pontus Hook / AFP