1982-ben Ingrid Rothwellt játszotta egyfajta szerető, Stan Barstow három Vic Brown regényének jól fogadott Granada TV-adaptációjában. Whalley szerepelt a filmben nincs megadás (Dumbarton filmek a negyedik filmmel) írta Alan Bleasdale, 1985-ben jelent meg, de a film nem volt sikeres.
Whalley a brit televízióban Emma Craven néven került előtérbe Troy Kennedy Martin ‘ s a sötétség széle (1985), majd Mills nővérként a Dennis Potter-írott sorozat az Éneklő nyomozó (1986)—mindkettő számára BBC televízió. 1987-ben Jackie-t játszotta a Will You Love Me Tomorrow című tévéfilmben; szerepet játszott a jó apa (1985), egy másik Channel 4 által támogatott film.
Whalley 1987-ben találkozott Val Kilmer amerikai színésszel, miközben a Willow fantasy kalandot forgatta. Az 1988-as esküvőjük után Los Angelesbe költözött, és a’ Joanne Whalley-Kilmer ‘ -t kezdte használni professzionális SAG-AFTRA néven. Folytatta a forgatást, több filmet készített Hollywoodban, mint az Egyesült Királyságban. 1989-ben Whalley-Kilmer játszotta Christine Keeler szerepét a botrányban John Hurt és Sir Ian McKellen mellett. 1991-ben szerepelt a rejtély noir összetört.
1994-ben ő volt a vezető színésznő a Trial By Jury-ban, többek között Armand Assante és William Hurt főszereplésével. Szintén 1994-ben ő lett a második színésznő, aki eljátszotta Elfújta a szél hősnőjét Scarlett O ‘ Hara amikor megjelent a sorozat TV-hez készített adaptációjában regény, Scarlett. Később az 1997-es filmben szerepelt az ember, aki túl keveset tudott.
miután 1996-ban elvált Kilmertől, személyes és szakmai okokból megváltoztatta a vezetéknevét Whalley-re. Whalley játszotta a címszereplőt a 2000-es televíziós filmben Jackie Bouvier Kennedy Onassis. Később együttműködött a Blink-182 pop-punk zenekarral, egy levelet olvasva a “Stockholm Syndrome”dal elején. 2005-ben I. Mária királynőként szerepelt a The Virgin Queen című BBC sorozatban, amely I. Erzsébet királynő életéről szól, és amelyben Anne-Marie Duff és Tara FitzGerald is szerepelt. Ugyanebben az évben forgatott játszott, amely szintén szerepelt az ex-férje Val Kilmer. A kettő azonban egyetlen jelenetet sem osztott meg együtt. 2006-ban megjelent Életvonal, egy kétrészes dráma a BBC1-en, szemben Ray Stevenson.
2008 februárjában megjelent a színpadon Billy Roche ‘ s szegény vadállat az esőben, amelyet a Salem K. Theatre Company mutatott be a Mátrix Színház, Los Angeles, Kalifornia. Ugyanebben az évben Whalley is rendszeres volt a ITV mini sorozat árvíz Robert Carlyle többek között.
2011-ben Whalley az egyik női főszereplőt, Vannozza dei Cattaneit, Rodrigo Borgia bíboros úrnőjét, a leendő Vi.Sándor pápát játszotta a Showtime történelmi drámában a Borgiák. Vendégszerepelt Sophie hercegnőként a szezonban 4 a Gossip Girl. A 44 hüvelykes Mellkas szereplőivel megosztotta a legjobb együttes díját a San Diego Film Critics Society Awards 2010-en. A film újraegyesítette John Hurttal, akivel két korábbi filmet készített. 2014-ben Patience nénit alakította Jamaica fogadóban a BBC One számára. 2015-ben Claudiát, Poncius Pilátus feleségét játszotta az A. D. The Bible Continues című filmben, valamint Aragóniai Katalin királynőt a BBC Wolf Hall című minisorozatában.
2018-ban megjelent a Daredevil harmadik évadjában Maggie nővérként.
2020-ban Whalley szerepelt A Eleanor Coppola film a szerelem a szerelem a szerelem. A tervek szerint világpremierjét a Tribeca Filmfesztivál 2020 áprilisában, de a fesztivált a COVID-19 járvány. A filmet átütemezik világpremierjére a szeptemberi Deauville Amerikai Filmfesztiválon.