Oates Vater war Farmer und Werkzeugmacher. Ihre jüngere Schwester Lynn war Autistin und wuchs in einem Heim auf. Zu ihrem jüngeren Bruder hatte Joyce nie ein allzu gutes Verhältnis. Auf der Farm der Familie lebte auch die Großmutter zu der Joyce eine sehr enge Bindung hatte. Nach dem Tod der Großmutter, erfuhr die bis dahin streng katholisch erzogene Joyce, dass sich ihr Urgroßvater selbst erschoss und ihre Großmutter seit dem ihre jüdische Wurzeln und ihren Glauben verleugnete. Joyce entwickelte sich zur Atheistin. In dem Buch „Geheimnisse“ verarbeitet sie einige Aspekte des Lebens ihrer Großmutter.

Oates las schon als kleines Kind sehr gerne. Vor allem ihre Großmutter ermöglichte ihr den Zugang zu großen Autoren. Bereits mit 14 begann Oates erste Kurzgeschichten zu schreiben und sie in der Schülerzeitung zu veröffentlichen. Sie war die Einzigste ihrer Familie die die Highschool abschloss. Nach ihrem Abschluß erhielt sie ein Stipendium und studierte Englisch und Philosophie an der University of Wisconsin. Nach ihrem Studium arbeitet sie an verschiedenen Universitäten als Dozentin, unter anderem in Windsor, Detroit und Princeton. In Princeton lernte sie auch ihren ersten Mann Raymond J. Smith kennen, der Literaturgeschichte unterrichtete.Smith starb 2008 sehr unerwartet. Gemeinsam gab das Paar die „Ontario Review of Books“ heraus. 2009 heiratete Oates den Neurowissenschaftler Charles Gross.

Sie veröffentlicht auch unter den Pseudonymen Rosamond Smith und Lauren Kelly.