Pierwszą książką w jej dorobku była publikacja naukowa: Feminizm, postmodernizm, psychoanaliza (2001). Rok później Bator wydała swoją pierwszą powieść zatytułowaną Kobieta. Jednak powszechne uznanie krytyki i czytelników przyniosła jej dopiero trzecia książka Japoński wachlarz (2004), zbiór reportersko-eseistycznych zapisków, będący plonem dwuletniego pobytu autorki w Japonii. To oryginalne dzieło, uhonorowane nagrodą im. Beaty Pawlak, stało się klasycznym przewodnikiem po japońskiej kulturze i obyczajowości.
Po kilku latach milczenia pisarka pokazała zupełnie nową twarz jako autorka dwuczęściowej powieści, której akcja rozgrywa się w miejscu urodzenia autorki i obejmuje kilkadziesiąt lat: od czasów II wojny światowej po współczesność. Choć Piaskowa Góra (2009) i Chmurdalia (2010) określane są przez krytykę mianem sagi rodzinnej, to klasyfikację tę należy traktować tylko umownie. Trudno też na jej dyptyk nałożyć jakikolwiek gorset gatunkowy, gdyż łączy on w sobie między innymi powieść historyczną, społeczno-obyczajową, wspomnianą już sagę, traktat antropologiczny czy utopię. Tym, co spaja je w całość, jest sposób obrazowania, poczucie humoru autorki oraz fakt, że w charakterystyce swoich bohaterów wykorzystuje narzędzia naukowe, uciekając jednak konsekwentnie od naukowego języka.
Kolejna powieść Bator Ciemno, prawie noc (2012) traktująca o reporterce, która powraca do swojego rodzinnego miasta, aby napisać artykuł o zaginionych osobach, ale na miejscu musi również zmierzyć się z własną przeszłością, została zekranizowana. Następnie pisarka opublikowała esej intymny zatytułowany Wyspa Łza (2014) traktujący o wyprawie na Sri Lankę śladem zaginionej Sandry Valentiny oraz powieść Rok Królika (2015), w której kolejna bohaterka mierzy się z przeszłością i własnymi demonami w zupełnie iluzorycznym mieście Frankenstein. Purezento (2017) to natomiast jej pierwsza powieść, której akcja rozgrywa się w Japonii, a główna bohaterka nie tylko podróżuje po kraju, ale doświadcza utraty i doznaje miłosnej odnowy.
Typowymi bohaterkami powieści Bator są kobiety podążające drogą zmagań z przeszłością i traumami. W Gorzko, gorzko (2020) – będącej trzymającej w napięciu mieszance realizmu i magiczności – Kalina musi prześledzić rodzinną herstorię, aby uwolnić się od pokoleniowych urazów. Natomiast Ucieczka niedźwiedzicy (2022) to powieść o poszukiwaniu wolności, przebudowywaniu swojego życia w dążeniu do wyzwolenia się ze starego.
Potwierdzeniem niekwestionowanego talentu epickiego Joanny Bator stały się nominacje do najbardziej prestiżowych nagród literackich: Nagroda Literacka „Nike” i Nagrody Literackiej Gdynia (obie za Piaskową Górę). Nagrodę Literacką „Nike” pisarka odebrała natomiast w 2013 roku za powieść Ciemno, prawie noc. Jest też laureatką zagranicznych nagród literackich, ostatnio Austriackiej Nagrody Państwowej dla twórców literatury europejskiej (2024). W 2015 roku została odznaczona Srebrnym Medalem „Zasłużony Kulturze Gloria Artis”.