Родился в городе Каса-Гранде, Аризона, США. Детство и юность Джо прошли в Нью-Джерси. У него есть ещё 3 родных брата: Кевин, Ник и маленький Фрэнки. Как и его братья, с детства любил петь и танцевать, проявлял незаурядный талант. Вместе с братьями Ником и Кевином образовал группу Jonas Brothers. Работал на разогреве у многих знаменитостей. В 2007 Jonas Brothers заключили контракт с компанией Hollywood Records, что ещё более способствовало их продвижению в мире шоу-бизнеса. В августе 2007 года Джо снялся в эпизоде сериала «Ханна Монтана», в 2008 году — сыграл главную роль в фильме «Рок в летнем лагере», в настоящее время снимается в сериале «JONAS» и снялся в проекте 2010 года «Рок в летнем лагере 2». В настоящее время живет в Лос-Анджелесе, Калифорния.19 мая 2010 было объявлено, что Джо Джонас планирует выпустить сольный альбом. Это будет первый альбом Джо отдельно от Jonas Brothers. Об альбоме Джонас говорит: «Это невозможно скрыть … Мы просто ждем подходящего времени. Мы собрали очень много материала в этом году, и если будет время для записи, мы выпустим его.» Джо рассказал о своем опыте работы с продюсером Frankmusik, «Франк действительно талантливый … Мы встречались пару месяцев назад. Мы не были уверены, что мы будем работать вместе. Его стиль — электропоп, танцевальная музыка, но теперь у него очень много разных музыкальных направлений.» В интервью Джо сказал: «Я сочиняю и записываю много музыки, так что посмотрим, к чему это приведет. Я с нетерпением жду.»

Встречался с актрисой Деми Ловато в начале 2010 года. 24 мая 2010 года Ловато объявила на своей официальной странице на Twitter о расставании пары.[1] Деми и Джо, которые в марте сделали первый публичный выход в свет, решили положить конец своему недолгому роману. Зарубежные таблоиды пишут, что причиной разрыва пары послужила связь Ловато с актером Вилмером Валдеррама, бывшим бойфрэндом Линдси Лохан. «Она часто жаловалась на Джо Вилмеру. Они очень тесно общались. В результате их общение переросло в дружбу, а сейчас в любовь», — сказал анонимный источник. Говорят, что молодая актриса даже переехала к новому возлюбленному. Но Деми опровергла эти слухи, утверждая, что не встречалась ни с кем после и до разрыва с Джо. На данный момент Деми ни с кем не встречается. 20-летний солист группы Jonas Brothers и 17-летняя Деми познакомилась на съемках фильма «Рок в летнем лагере» в 2007 году. Отметим, что ранее Джо встречался с певицей Тейлор Свифт и актрисой Камелой Белль. В настоящее время (с июля 2010 года) встречается с актрисой Эшли Грин.Сейчас певец и актриса Эшли Грин живут вместе. Но пресса не исключает встреч Эшли с её партнёром по фильму. Именно из-за этого Эшли с Джо очень часто ссорятся. В одной из ссор Джо признался, что с Деми ему было гораздо лучше нежели чем с Эшли Грин