Úgynevezett jó családban született egy Texas állambeli kisvárosban. A rendkívül értelmes és lázadó természetű lány nem tudott és nem is akart megfelelni a bigott és maradi környezet elvárásainak. Az iskolában kiközösítették, az egyetemen diáktársai a "legcsúnyább fiúnak" választották meg; a vörös hajú Joplint élete végéig nyomasztotta is valóban nem túl előnyös külseje, amelyet a színpadon megszépített a zene varázsa.

A nyomasztó valóság elől az olvasásba és a zenébe menekült, tinédzser korától mulatókban, klubokban énekelt, ekkor kezdődött bensőséges és végzetes kapcsolata az alkohollal. Különösen a fekete blues, a tragikus sorsú Bessie Smith és a börtönviselt Leadbelly lemezei voltak rá nagy hatással. Érettségi után beiratkozott a főiskolára, de mivel tanulás helyett haverjaival és ivással töltötte az időt, az első szemeszternél nem jutott tovább. 1961-ben Los Angelesbe ment, de nem tudott megélni, haza kellett térnie, ezután a texasi egyetemen művészetet tanult.

Húszévesen a hippi-főváros San Franciscóba stoppolt, de énekesnői karrierje nem indult el, még bolti lopásra is kényszerült, s 1965 megint Texasban találta. Utoljára kísérelt meg beilleszkedni, de a zene vonzásának nem tudott ellenállni. 1966-ban végleg Kaliforniába költözött, ahol a pszichedelikus zenét játszó, kommunában élő Big Brother and the Holding Company együtteshez csapódott. Kezdetben csak a tamburint csöngette és a háttérben vokálozott, de hamarosan a formáció énekesnőjévé lépett elő.

Az együttes 1967-ben meghódította a montereyi fesztivál közönségét, különösen Joplint méltatták a Ball and Chain című dal előadásáért, amelyet megítélésük szerintük háttérbe szorult társai nehezen viseltek. A fesztivál után szerződtette őket a Columbia lemezkiadó, náluk jelent meg a Cheap Thrills című album, rajta Joplin egyik legismertebb dala, a Pieces Of My Heart és a Summertime hátborzongató feldolgozása.

Joplin egyre inkább úgy érezte, hogy szakmailag hátráltatja a kritika által (jogosan) szapult, szerényebb zenei képességekkel felvértezett zenekar. A váltásra azonban csak nehezen szánta rá magát, mert szoros személyes kapcsolat fűzte össze őket, utoljára 1968 decemberében játszottak együtt. Új együttese, a Kozmic Blues Band 1969-ben a woodstocki fesztiválon mutatkozott be, de Joplin nem a legjobb formáját mutatta: az énekesnő ugyanis rendkívüli idegességét droggal és szesszel "kezelte", hangja többször is megbicsaklott. Az abban az évben megjelent I Got Dem Ol' Kozmic Blues Again Mama! című albuma zeneileg csiszolt volt, de kicsit erőltetettnek hatott, és sok rajongót kiábrándított a soulos-rockos stílus, sikertelennek mégsem nevezhető, hiszen ezen szerepel a Joplin védjegyévé vált Try és a Bee Gees To Love Somebody című dalának sajátos átértelmezése.

Az énekesnő szakmailag még képes volt megújulni, de egyre mélyebbre sodródott a drog, az alkohol és a balul sikerült kapcsolatok örvényében. Ekkoriban már napi kétszáz dollárt költött heroinra, és a közönség sohasem lehetett biztos abban, sikerül-e befejeznie koncertjeit. Utoljára 1970. augusztus 12-én lépett fel nyilvánosan, néhány nappal később még részt vett igen kínos hangulatú érettségi találkozóján.

Joplin 1970 szeptemberében rögzítette Pearl című albumát, amelyen a kíséretet a Full Tilt Boogie Band szolgáltatta. A korong érett, különböző stílusokba kalandozó, magas színvonalú muzsikát tartalmaz, különösen a kíséret nélkül előadott Mercedes Benz és Joplin hattyúdala, a Me And Bobby McGee emlékezetes. Ez volt az utolsó szám, amelyet életében felvett, s ez lett egyetlen - már posztumusz - listavezető dala.

Az album is csak halála után látott napvilágot, s egy szám, a Buried Alive in the Blues csak instrumentális változatban hallható: az énekszólamot 1970. október 4-én kellett volna rögzíteni, aznap, amikor holtan találták szállodai szobájában. Sodró lendületű, de szétforgácsolt életét egy részegen belőtt, túlméretezett heroinadag zárta le. Halála, amely alig két héttel a szintén csak 27 éves Jimi Hendrix után következett be, sokkolta a világot. Hamvait kívánsága szerint a tengerbe szórták, az utána maradt pénzt pedig - nem volt sok - barátai elitták.

Joplin önpusztító életmódja szükségszerűen vezetett a korai véghez. A színpadon és azon kívül is újraírta a férfiak uralta rockzenében a nőkre vonatkozó szabályokat, a szabad szerelmet hirdette, sűrűn váltogatta partnereit, drogozott és ivott, nemegyszer fellépés közben is. A bluest pedig olyan őszintén, szenvedélyesen és sodró erővel énekelte, mint előtte és talán utána senki; ő azt mondta, hogy "a színpadon 25 ezer emberrel szeretkezem, aztán egyedül megyek haza". Legendája halála után csak nőtt, több lemeznyi anyagát szedték még össze. Posztumusz került be a Rock Dicsőségcsarnokába, 2005-ben Grammy-életműdíjat kapott, 2013-tól van csillaga a hollywoodi hírességek sétányán. Életéről számos könyvet írtak és több filmet forgattak. Talán a legemlékezetesebb a The Rose, amelyben Bette Midler volt a főszereplő.