vuonna 1982 hän esitti Ingrid Rothwellia Kind of Loving-elokuvassa, joka oli hyvin vastaanotettu Granada-TV-sovitus Stan Barstowin kolmesta Vic Brownin romaanista. Whalley näytteli Alan Bleasdalen käsikirjoittamassa elokuvassa No Surrender (Dumbarton Films with Film Four), joka julkaistiin vuonna 1985, mutta elokuva ei menestynyt.
Whalley tuli tunnetuksi Britannian televisiossa Emma Cravenina Troy Kennedy Martin ’ s Edge of Darkness-elokuvassa (1985), sitten Nurse Millsinä Dennis Potterin kirjoittamassa sarjassa laulava etsivä (1986)—molemmat BBC: lle. Tässä 1987 hän soitti Jackie TV-elokuva Will You Love Me Tomorrow; hän oli myös rooli hyvä isä (1985), toinen Channel 4-taustainen elokuva.
Whalley tapasi yhdysvaltalaisen näyttelijän Val Kilmerin vuonna 1987 kuvatessaan fantasiaseikkailu Willow ’ ta. Heidän häidensä jälkeen vuonna 1988 hän muutti Los Angelesiin ja alkoi käyttää ammattinimeään ”Joanne Whalley-Kilmer”. Hän jatkoi kuvaamista ja teki enemmän elokuvia Hollywoodissa kuin Britanniassa. Tässä 1989, Whalley-Kilmer näytteli Christine Keeler Scandal rinnalla tähdet John Hurt ja Sir Ian McKellen. Tässä 1991 hän näytteli mysteeri noir Shattered.
vuonna 1994 hän oli pääosassa ”Trial By Jury” -elokuvassa, jossa hänen vastanäyttelijöinään olivat muun muassa Armand Assante ja William Hurt. Myös tässä 1994, hän tuli toinen näyttelijä pelata Tuulen sankaritar Scarlett O ’ Hara kun hän esiintyi tehty tv Mukauttaminen jatko romaani, Scarlett. Myöhemmin hän näytteli vuonna 1997 elokuvassa Mies joka tiesi liian vähän.
erottuaan kilmeristä vuonna 1996 henkilökohtaisista ja ammatillisista syistä hän muutti sukunimensä Takaisin Whalleyksi. Whalley näytteli nimihenkilöä vuoden 2000 televisioelokuvassa Jackie Bouvier Kennedy Onassis. Myöhemmin hän teki yhteistyötä pop-punk-yhtye Blink-182: n kanssa ja luki kirjeen kappaleen ”Stockholm Syndrome”alussa. Tässä 2005, hän esiintyi kuningatar Mary I Virgin Queen, BBC sarja elämästä kuningatar Elisabet I joka myös näytteli Anne-Marie Duff ja Tara FitzGerald. Samana vuonna hän kuvasi Played-elokuvan, jossa näytteli myös hänen ex-miehensä Val Kilmer. Kaksikko ei kuitenkaan jakanut mitään kohtauksia yhdessä. Tässä 2006, hän esiintyi Life Line, kaksiosainen draama BBC1, pääosissa vastapäätä Ray Stevenson.
helmikuussa 2008 hän esiintyi lavalla Salem K. Theatre Companyn esittämässä Billy Rochen Poor Beast in the Rain-näytelmässä Matrix Theatressa Los Angelesissa, Kaliforniassa. Samana vuonna Whalley oli myös vakituinen ITV: n minisarjassa Flood, jossa oli mukana muun muassa Robert Carlyle.
vuonna 2011 Whalley näytteli yhtä naispääosaa, Vannozza dei Cattaneita, kardinaali Rodrigo Borgian rakastajatarta, tulevaa paavi Aleksanteri VI: ta Showtime-historiallisessa draamassa Borgiat. Hän vieras-näytteli prinsessa Sophie kausi 4 Gossip Girl. Kanssa valettu 44 Inch rinnassa, hän jakoi parhaan Ensemble palkinnon San Diego Film Critics Society Awards 2010. Elokuva yhdisti hänet John Hurtin kanssa, jonka kanssa hän oli tehnyt kaksi edellistä elokuvaa. Tässä 2014 hän soitti Täti Patience Jamaica Innissä BBC One. Tässä 2015, hän soitti Claudia, Vaimo Pontius Pilatus, A. D. Raamattu jatkuu, ja kuningatar Katariina Aragonialainen BBC minisarja Wolf Hall.
vuonna 2018 hän esiintyi Daredevilin kolmannella tuotantokaudella sisar Maggiena.
vuonna 2020 Whalley näytteli Eleanor Coppolan elokuvassa ”Love Is Love Is Love”. Sen piti saada maailmanensi-iltansa Tribecan elokuvajuhlilla huhtikuussa 2020, mutta festivaalia lykättiin COVID-19-pandemian vuoksi. Elokuva saa maailmanensi-iltansa syyskuussa Deauvillen American Film Festivalilla.