Graduada en literatura anglesa per la Universitat de Wisconsin el 1961. Exercí la docència en literatura i escriptura creativa a les universitats de Detroit (1961-67), Windsor (Ontario, Canadà) del 1967 al 1978 i, des del 1978, a la de Princeton, de la qual és professora emèrita des del 2015. S’inicià en la narrativa amb contes que aparegueren en revistes, part dels quals recollí el 1963 en el seu primer volum, By the North Gate. L’any següent publicà la primera novel·la, With Shuddering Fall. La seva obra tracta la violència en entorns quotidians (especialment l’exercida contra les dones), que descriu amb realisme minuciós, amb freqüents incursions en els gèneres gòtic i de terror.
Molt prolífica, és autora de més de 60 novel·les i vora 30 reculls de narracions, a més de narrativa juvenil (Big Mouth & Ugly Girl, 2002; Two or Three Things I Forgot to Tell You, 2012), llibres de poemes (Women In Love and Other Poems, 1968; Tenderness, 1996), teatre (Twelve Plays, 1991), assaig, memòries i dietaris (Where I’ve Been, And Where I’m Going. Essays, Reviews, and Prose, 1999; The Journal of Joyce Carol Oates: 1973-1982, 2007; A Widow’s Story. A Memoir, 2011). Entre les novel·les es poden esmentar A Garden of Earthly Delights (1967), Them (1969, premi National Book Award 1970), Do With Me What You Will (1973), All the Good People I’ve Left Behind (1979), Black Water (1992), Foxfire. Confessions of a Girl Gang (1993), Zombie (1995), We Were the Mulvaneys (1996), Broke Heart Blues (1999), Blonde (2000), The Falls (2004, premi Femina 2005), My Sister, My Love. The Intimate Story of Skyler Rampike (2008), Mudwoman (2012), Daddy Love (2013), Carthage (2014), Jack of Spades (2015), The Man Without a Shadow (2016), A Book of American Martyrs (2017), My Life As a Rat (2019), Night. Sleep. Death. The Stars (2020), Breathe (2021), Babysitter (2022), 48 Clues into the Disappearance of My Sister (2023) i Butcher (2024).
El conjunt de la seva narrativa curta, amb títols com ara The Wheel of Love and Other Stories (1970), Marriages and Infidelities (1972), I Am No One You Know (2004), High Lonesome. New and Selected Stories, 1966–2006 (2006), The Museum of Dr. Moses (2007) o The Corn Maiden and Other Nightmares (2011) ha estat reconegut, entre d’altres, amb el premis Rea de relats curts (1990) i PEN/Malamud (1996). L’any 2011 rebé la Medalla Nacional d’Humanitats i el 2020 el premi Pepe Carvalho de novel·la negra 2021.