Ukończyła Wydział Grafiki Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie. Zanim wydała swój debiut literacki, projektowała scenografie i kostiumy dla Teatru Telewizji, zajmowała się grafiką książkową i użytkową, a także pisała artykuły poświęcone dekoracji wnętrz.
W 1994 roku opublikowała Dynastię Miziołków, która spotkała się z bardzo ciepłym odbiorem czytelników i krytyki. Książka, ilustrowana przez samą Olech, a początkowo publikowana w odcinkach przez czasopismo „Świat Młodych” z ilustracjami Magdy Jasny, opowiada o codziennym życiu dwunastoletniego chłopca w typowy dla autorki humorystyczny, czasem wręcz absurdalny sposób. Narracja przyjmuje postać dwuczęściowego dziennika pisanego z perspektywy głównego, dziecięcego bohatera, który opisuje perypetie członków swojej rodziny i szkolnych kolegów. Autorka opublikowała później dwie kolejne książki stanowiące kontynuację historii rodziny Miziołków – Trudne słówka (2002) oraz Miziołki wracają, czyli Kaszydło rządzi (2022).
Inne popularne utwory Joanny Olech to między innymi: Gdzie diabeł mówi... do usług! (1997), Pompon w rodzinie Fisiów (2007) i kontynuacja Pompon na wakacjach (2013) czy Tarantula, Klops i Herkules (2012). W książkach tych wyraźnie uwidaczniają się cechy charakterystyczne dla stylu autorki, takie jak operowanie potocznym, naturalnie brzmiącym językiem, wykorzystywanie komizmu sytuacyjnego oraz umieszczanie obok zwyczajnych zdarzeń elementów fantastycznych i absurdalnych. Joanna Olech oprócz pisania książek dla dzieci zajmuje się również ich ilustrowaniem. Na tym polu współtworzyła między innymi Różowego Prosiaczka (tekst: Marcin Brykczyński, 2006) oraz Abecelki i duch Bursztynowego Domu (tekst: Małgorzata Strękowska-Zaremba, 2004). Jest również współautorką podręcznika do języka polskiego dla uczniów pierwszej klasy gimnazjum Po polsku: literatura, język, komunikacja (PWN, 2009). Książki Joanny Olech była wielokrotnie adaptowane; na ich podstawie powstały słuchowiska radiowe i audiobooki (między innymi Pompon rodziny Fisiów).
Jako krytyczka i publicystka współpracuje bądź współpracowała między innymi z „Tygodnikiem Powszechnym”, „Gazetą Wyborczą” i „Książkami. Magazynem do czytania”. Była członkinią zarządu Polskiej Sekcji IBBY (Międzynarodowej Izby ds. Książki dla Młodych), a także jurorką konkursów literackich i ilustratorskich.
Joanna Olech to jedna z najważniejszych polskich autorek i ilustratorek książek dla dzieci, co znajduje swoje odzwierciedlenie w licznych nagrodach, którymi ją uhonorowano. Otrzymała między innymi Nagrodę Literacką im. Kornela Makuszyńskiego (1995) oraz nagrodę w konkursie Dziecięcy Bestseller Roku (1996) za Dynastię Miziołków; nagrodę Dużego Donga (2008) i tytuł „Książki Wiosny 2007” w konkursie Poznańskiego Przeglądu Nowości Wydawniczych w Bibliotece Raczyńskich za Pompon w rodzinie Fisiów (2007). Była wyróżniona w konkursie „Książka Roku” organizowanym przez Polską Sekcję IBBY za Czerwonego Kapturka (2005) oraz nominowana do Nagrody Ikar za promocję książek dla dzieci (2008). Jej książki tłumaczone były na języki: francuski, słowacki, hiszpański, litewski i koreański.