Skończyła Państwową Wyższą Szkołę Teatralną w Warszawie. Dyplom uzyskała w 1972 roku. Jest związana z Teatrem Powszechnym w Warszawie, gościnnie występuje również na innych scenach. Po studiach rozpoczęła pracę w zespole Starego Teatru w Krakowie. Zadebiutowała w słynnej inscenizacji Dziadów Adama Mickiewicza przygotowanej przez Konrada Swinarskiego (1973). Zagrała Zosię. Jej pojawienie się na krakowskiej scenie stało się wydarzeniem z pogranicza sztuki i skandalu. Zosia w wykonaniu Żółkowskiej pozbawiona była poetycko-lirycznych cech. Przykuwała uwagę erotyzmem.
Już pierwsza próba z całym zespołem wzbudziła poruszenie. Komentowano to, co robię. Wyciągnęłam z tego wniosek, że trzeba być odważnym, zaskakiwać, prowokować i szukać rzeczy nowych. To jest sztuce potrzebne.
"Rzeczpospolita" 1993, nr 44
Zmysłowa była jej kolejna rola, czyli Leni w "Procesie" wg Franza Kafki w reżyserii Jerzego Jarockiego (1973). W Starym Teatrze Żółkowska zagrała jeszcze m.in. Kamilę w przedstawieniu Jerzego Kreczmara "Dom otwart" Michała Bałuckiego (1973) i Harfiarkę w Wyzwoleniu Stanisława Wyspiańskiego w inscenizacji Konrada Swinarskiego (1974). W filmie debiutowała w 1972 roku epizodem w Iluminacji Krzysztofa Zanussiego. W tym samy roku zagrała też w "Szklanej kuli" Stanisława Różewicza.
Posiada typ urody predestynujący ją do ról zbuntowanych nastolatek i fatalnie wychowanych panienek.
"Ekran" 10.02.1985
Taką bohaterką była właśnie jej Aga z filmu Różewicza. W filmie Strach Antoniego Krauzego (1975) wcieliła się natomiast w postać młodej dziewczyny podejrzanej o zabójstwo swojego narzeczonego.
W 1974 roku Żółkowska została aktorką Teatru Powszechnego w Warszawie, którym kierował Zygmunt Hübner. Jej pierwszą rolą w teatrze przy Zamoyskiego była Louise w Sprawie Dantona Stanisławy Przybyszewskiej w reżyserii Andrzeja Wajdy (1975).
(...) grała Luizę tak, jakby w każdej chwili obawiała się ciosu, gotowa zasłonić się przed uderzeniem" - notowała Ewa Kacprzycka. - Grała Luizę zastraszoną i sterroryzowaną przez męża.
"Film" 1975, nr 33
Stworzyła portret osaczonej, i później, po aresztowaniu Dantona, uwolnionej kobiety. W Powszechnym zagrała jeszcze m.in. Katię w "Barbarzyńcach" Maksyma Gorkiego w reżyserii Aleksandra Bardiniego (1976), Sandrę w "Locie nad kukułczym gniazdem" Dale'a Wassermana w reżyserii Zygmunta Hübnera (1977), Adelę w kontrowersyjnie przyjętym "Domie Bernardy Alba" Federico Garcii Lorki w reżyserii Janusza Wiśniewskiego (1978). W Zemście Zygmunta Hübnera (1978) w tonie antyromantycznej ironii zinterpretowała Klarę.
Joanna Żółkowska zagrała ją pysznie" - pisał Roman Szydłowski. - "Jest bardzo śmieszna i ma wdzięk, ale możemy się domyślić, że będzie z niej twarda baba, kiedy weźmie swojego Wacława pod pantofel.
("Życie Literackie" 11.02.1978).
W 1979 roku aktorka wystąpiła w historycznym serialu "Najdłuższa wojna nowoczesnej Europy" w reżyserii Jerzego Sztwiertni. W tym samym roku Piotr Szulkin obsadził ją w roli Miriam w wykorzystującym fantastyczne wątki filmie "Golem".
O aktorstwie Żółkowskiej mówiono, że jest szczere i spontaniczne. Ujmowała publiczność żywiołowością swoich postaci, jak chociażby w "Barbarzyńcach", gdzie "błyszczała temperamentem (...) jako kozakowaty, dziarski, podlotek (...)" (Zofia Jasińska, "Tygodnik Powszechny" 1976, nr 28). Jej temperament i komiczny zmysł sprawiły, że z powodzeniem grała Fredrowskie bohaterki: Matyldę w "Wielkim człowieku do małych interesów" w reżyserii Krystyny Meissner (Teatr Telewizji, 1975) i Helenę w "Panu Jowialskim" w reżyserii Olgi Lipińskiej (Teatr Telewizji, 1976). Bardzo dobrze czuła się w konwencji przedstawień komediowych i muzycznych: "Wszystkie bilety zarezerwowane" Elżbiety Bukowińskiej (1981), "Muzyka-Radwan" Zygmunta Hübnera (1984) oraz w przedstawieniach dla dzieci: "Pchle szachrajce" Jana Brzechwy w reżyserii zespołu Teatru Powszechnego (1983). W 1979 roku zagrała ważne role w Teatrze Telewizji - m.in. Mary Warren w "Czarownicach z Salem" Arthura Millera w reżyserii Zygmunta Hübnera (1979) i Joannę w "Świeczniku" Alfreda de Musseta w reżyserii Olgi Lipińskiej (1979). W 1980 roku w telewizji pokazała też bardzo ciekawe wcielenie Soni w "Wujaszku Wani" Antoniego Czechowa w reżyserii Aleksandra Bardiniego.
pozwalając sobie i w tej sztuce, podobnie jak kiedyś w 'Dziadach', na własną interpretację" - pisała Maria Rajczuk-Żukowska. - "W utworze Czechowa Sonia jest postacią sentymentalną, nieszczęśliwą, wręcz godną pożałowania. W wykonaniu Żółkowskiej bohaterka ta jest daleka od sentymentalizmu; wplątana w skomplikowaną rzeczywistość, potrafi walczyć z przeciwnościami losu.
"Ekran" 10.02.1985
Rolą, która w dużym stopniu odmieniła jej sceniczny wizerunek, była Ona w "Ławeczce" Aleksandra Gelmana w reżyserii Macieja Wojtyszki (1986). Żółkowska, której partnerował Janusz Gajos, zagrała rozgoryczoną, przegraną kobietę.
(...) buduje swoją rolę kontrastowo zróżnicowanymi środkami pokazującymi, zda się, neurotyczną zmienność stanów psychicznych tej postaci" - notował Andrzej Multanowski. - "Jest więc agresywna a zarazem uległa, bezradna a jednocześnie przebiegła, oschła i czuła.
"Teatr" 1986, nr 11
Po "Ławeczce" Żółkowska zagrała m.in. Krystynę w "Pannie Julii" Augusta Strindberga (1988) i Martę w "Romeo i Juli" Szekspira (1990) - przedstawieniach reżyserowanych przez Andrzeja Wajdę, a także Tatianę w "Nowym wyzwoleniu" (1989) i Popsi w "Juweniliach" (1989), sztukach Witkacego w reżyserii Piotra Cieślaka.
Na początku lat 90. sukcesy przyniosły jej kolejne spektakle grane razem z Januszem Gajosem. Wystąpili wspólnie w komedii "Tutam" Bogusława Schaeffera w reżyserii Marka Sikory (1992) i stworzyli świetną parę w "Mężu i żonie" Aleksandra Fredry w reżyserii Krzysztofa Zaleskiego (1993). Justysię w sztuce Fredry Żółkowska pokazała jako kobietę
która potrafi dbać o swoje interesy, a przy tym kutą na przysłowiowe cztery nogi" - pisała Barbara Osterloff. - "(...) Znakomicie kontroluje swoje emocje i zachowanie. A kiedy trzeba, udaje głupią. Fryzura 'na koczkodana', niemrawy uśmiech, okrągłe ze zdziwienia oczy - ta Justysia jest absolutnym przeciwieństwem fertycznej i żywej jak srebro służącej.
"Teatr" 1994, nr 1
W filmie Żółkowska nie miała okazji stworzyć ról tak istotnych jak w teatrze. W 1991 roku wystąpiła w "Rozmowach kontrolowanych" Sylwestra Chęcińskiego, później m.in. w "Balandze" Łukasza Wylężałka (1993) i "Młodych wilkach" Jarosława Żamojdy (1995). Grała też w serialu telewizyjnym "Zespół adwokacki" w reżyserii Andrzeja Kotkowskiego (1994) i telenoweli "Klan" (1997-2004). Była współscenarzystką i zagrała w "Matce swojej matki" w reżyserii Roberta Glińskiego (1996) i "Na koniec świata" Magdaleny Łazarkiewcz (1999).
W latach 90. Żółkowska wystąpiła w wielu przedstawieniach Teatru Telewizji. Była Eleonorą w Tangu Sławomira Mrożka w reżyserii Piotra Szulkina (1992), Sarą w "Kochanku" Harolda Pintera w reżyserii Roberta Glińskiego (1993), Julią Gibbs w "Naszym mieście" Thorntona Wildera w reżyserii Marii Zmarz-Koczanowicz (1997) i Pułtuską w Żelaznej konstrukcji Macieja Wojtyszki w reżyserii Sylwestra Chęcińskiego (2000). Jej najciekawszą rolą była Elżbieta, królowa Anglii w "Marii Stuar" Fryderyka Schillera w reżyserii Roberta Glińskiego (1995).
Aktorce świetnie udało się uchwycić wewnętrzną sprzeczność tej postaci" - zauważał Jacek Lutomski. - Elżbieta będąc silną, dominującą osobowością, była jednocześnie słaba, chwilami niezdecydowana, łasa na przypochlebianie się mężczyznom.
"Rzeczpospolita" 1995, nr 15
W latach 1997-1999 Żółkowska należała do zespołu Teatru Narodowego. Stworzyła wtedy ciekawą postać Mani w "Ślubie" Witolda Gombrowicza w reżyserii Jerzego Grzegorzewskiego (1998). Równocześnie współpracowała z innymi teatrami: Teatrem Scena Prezentacje w Warszawie i poznańską Sceną na Piętrze. Od 1999 roku ponownie jest związana z Teatrem Powszechnym. Można ją było tutaj zobaczyć m.in. w "Białym małżeństwie" Tadeusza Różewicza w reżyserii Grzegorza Wiśniewskiego (2003), przedstawieniu, w którym grała ze swoją córką - Pauliną Holtz. Występowała w repertuarze współczesnym - jako Mama w kameralnym dramacie o trzech pokoleniach kobiet mierzących się ze swoją przeszłością - "Panieńskim raju" Morny Regan (2005, reż. Rafał Sabara), zagrała Katię w "Dniu Walentego" Iwana Wyrypajewa (2005, reż. Iwona Kempa) i Panią Marię w reportażowej adaptacji głośnej powieści Sylwii Chutnik "Kieszonkowy atlas kobiet" (2009, reż. Waldemar Śmigasiewicz) przedstawiającej historię mieszkańców starej warszawskiej kamienicy. Ale była także Barbarą w "Gwałtu, co się dzieje!" Aleksandra Fredry (2006, reż. Gabriel Gietzky) i Panią Marią z "Pornografii" Witolda Gombrowicza (2008, reż. Waldemar Śmigasiewicz).
Następnie wystąpiła w "Lekcji szaleństwa" Eugène Ionesco w reżyserii Waldemara Śmigasiewicza (2010, Teatr Nowy w Zabrzu), "Zazdrości" Esther Vilar w reżyserii Moniki Powalisz (2010, Teatr Capitol w Warszawie), "Salamandrze" Niklas Rådström w reżyserii Adama Guzińskiego (2010, Teatr Powszechny w Warszawie) oraz "...jesteś piękne, mówię życiu..." na podstawie utworu Wisławy Szymborskiej w reżyserii Waldemara Śmigasiewicza (2011, Teatr Leszno).
W 2011 roku wystąpiła w spektaklu Roberta Glińskiego "Po co są matki"na scenie Teatru Polonia w Warszawie. W przedstawieniu podejmującym temat więzi między matką a córką, wystąpiła ponownie z Pauliną Holtz. Kobiety wyjeżdżają na wspólny urlop, aby odbudować relcje.