Z wykształcenia architektka, od lat 50. XX wieku publikowała teksty prozatorskie w piśmie „Kultura i Życie”. Od debiutu powieściowego (Klin, 1964) zajmowała się głównie pisaniem; była jedną z najpopularniejszych współczesnych powieściopisarek polskich i też jedną z najpłodniejszych, w latach 90. XX wieku ogłaszała średnio dwie książki w ciągu roku.
W twórczości Chmielewskiej można wyróżnić co najmniej trzy grupy utworów: powieści kryminalne, twórczość adresowaną do młodych czytelników oraz dowcipne poradniki w rodzaju Jak wytrzymać z mężczyzną? (1996), Jak wytrzymać ze sobą nawzajem (2001). Szczególną popularność – już w latach 70. XX wieku – zyskała jako autorka powieści kryminalnych. Jej utwory osiągały imponujące nakłady w dzisiejszej Rosji (ponad 8 milionów sprzedanych egzemplarzy), gdzie uznawana była za jedną z najważniejszych pisarek zagranicznych.
Chmielewska chętnie układała swoje dzieła w cykle powieściowe, które spajają wspólni bohaterowie i odwołania do zdarzeń znanych czytelnikom z wcześniejszych książek. Nie znaczy to jednak, że pisała wyłącznie dla swoich fanów. Wielokrotnie próbowano, choć bez powodzenia, objaśnić fenomen popularności jej prozy. Można jedynie wskazać na kilka istotnych czynników. W latach istnienia Polski Ludowej nad kryminałami Chmielewskiej unosiła się pewna „egzotyka” wynikająca stąd, że pisarka oprowadzała czytelnika po takich miejscach jak kopenhaskie kasyno czy rezydencja brazylijskiego mafioso. Było w tych książkach wszystko to, co wysoko ceni sobie konsument literackiej rozrywki: porwania, przebieranki, gwałtowne zmiany akcji, zaskakujące puenty. Pośród zalet tego pisarstwa najczęściej wskazuje się na dystans, jaki zachowuje autorka względem zastanych konwencji gatunkowych, dowcip językowy, łagodną ironię. Książki te są po prostu pogodne, niezwykle przyjazne czytelnikowi, któremu nie przeszkadza choćby to, że pisarka nie stroni od ujęć i efektów groteskowych. W jej kryminałach dreszczykiem i humorkiem, należących do podgatunku tzw. kryminałów ironicznych, może się choćby zdarzyć, że ofiara zamordowana na początku opowieści w finale utworu oświadczy, że tylko udawała trupa.
Duże zainteresowanie wzbudzała – co zrozumiałe – osoba autorki, która była kobietą niekonwencjonalną, osobowością pod niemal każdym względem nietuzinkową. Wychodząc naprzeciw tym zainteresowaniom, Joanna Chmielewska opublikowała pięciotomową Autobiografię (1994), gdzie nie tylko ujawniła wiele szczegółów ze swego prywatnego życia, ale i sformułowała mnóstwo opinii o charakterze politycznym, a także zawarła sporo przemyśleń na temat własnej kariery literackiej. Jak na osobę niekonwencjonalną przystało – większość tych konstatacji to myśli o tyle błyskotliwe, co kontrowersyjne.
W 2004 roku Chmielewska została odznaczona Krzyżem Oficerskim Orderu Odrodzenia Polski.