Joan Mitchell est née le 12 février 1925 à Chicago dans une famille juive fortunée.
Elle est la plus jeune des deux filles de James Herbert Michell, dermatologue, et de Marion Strobel, poétesse.
Elle est une athlète de compétition et se distingue particulièrement en équitation,
plongée et patinage artistique.
Elle se tourne très vite vers les arts. En 1942, elle s'inscrit au Smith College, qu'elle quitte en 1944 pour
l'Art Institute of Chicago. Elle suit alors les cours de l’artiste allemand Robert Von Neumann et de Louis
Ritman, peintre russe ayant séjourné à Giverny.