Germana de la també actriu Olivia de Havilland, el 1919 es traslladà a San Francisco (EUA). Estudià Art Dramàtic amb l’alemany Max Reinhardt, a Los Angeles, i el 1935 debutà en el cinema amb el pseudònim de Joan Burfield com a secundària a la pel·lícula No More Ladies, d’Edward H. Griffith, i poc després adoptà el cognom de la seva mare. Fins el 1966 participà en uns cinquanta films. El 1941 obtingué l’Oscar a la millor interpretació femenina per Suspicion d’Alfred Hitchcock, el qual ja l’havia dirigida l’any anterior a Rebecca. Altres films seus que mereixen ésser esmentats són: September Affair (1942), de William Dieterle; Jane Eyre (1943), de Robert Stevenson; The Constant Nymph (1943), d’Edmund Goulding; Letter from an Unknown Woman (1948), de Max Ophüls; Ivanhoe (1952), de Richard Thorpe; Beyond a Reasonable Doubt (1956), de Fritz Lang; Island in the Sun (1957), de Robert Rossen; Until They Sail (1957), de Robert Wise; Tender Is the Night (1962), de Henry King; A Certain Smile (1958), de Jean Negulesco, i The Witches (1966), de Cyril Frankel. Actuà també en nombroses sèries de televisió, entre d’altres, Ryan’s Hope (1980). Escriví l’autobiografia No Bed of Roses (1978).
Actriu cinematogràfica nord-americana de nom de naixement Joan de Beauvoir de Havilland.